Optimale Auslegung von Luftfahrtstrukturen aus Faserverbundwerkstoffen mit krummlinig verlaufenden Faserorientierungen - Tim Ahlen (2016)
Ziel der Arbeit ist die Erstellung eines Optimierungsprogramms zur automatischen Auslegung idealer Faserverläufe. Anhand eines Beispiels wird die Funktionalität des Tools nachgewiesen und das Potential krummliniger Faserverläufe zur Verbesserung mechanischer Eigenschaften aufgezeigt. Im Beispiel wird der Index des Festigkeitskriteriums von Tsai-Wu gegenüber einer konventionellen Auslegung um bis zu 87 Prozent gesenkt. Die Modellierung der Faserverläufe erfolgt durch individuelle Winkel in allen finiten Elementen. Mittelpunkt des Programms ist eine Funktion, die mittels einer Bezier-Fläche aus wenigen Variablen eine deutlich größere Anzahl Winkel generiert. Um die Prozessierbarkeit einzubeziehen, wird die Faserkrümmung als Restriktion betrachtet.