Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage die folgenden Themengebiete grundlegend zu erläutern und anzuwenden

• Grundkomponenten eines Optimierungsproblems
• Einführung in Optimierungsalgorithmen
• Parametrisierungen in der Geometrie- und Topologieoptimierung
• mögliche Zielfunktionale
• Berechnung des Gradienten des Zielfunktionals
• Moderne Ansätze zur Optimierung (z. Bsp. Maschinelles Lernen)
• Berechnung von Leichtbaustrukturen
• Lastfälle für Leichtbaustrukturen
• robuste Optimierung 

Das Gebiet des Leichtbaus beschäftigt sich mit der Entwicklung von Strukturbauteilen, welche ihrevorgegebene Funktion unter gegebenen Randbedingungen mit minimalem Materialeinsatz/Gewicht erfüllen. Diese Gewichtseinsparung hat das Potential, sowohl in der Herstellung als auch in der Produktnutzung zu einer Verbesserung in den Bereichen Nachhaltigkeit, Umwelt und Energie zu führen.

In Ergänzung zu analytischen Auslegungsmethodenkommen im Leichtbau in neuerer Zeit vermehrt numerische Auslegungsmethoden zum Einsatz. Hierbei werden die Kernthemen Modellierung, Simulation und Optimierung addressiert, wobei der Schwerpunkt auf Optimierung liegt. Nach Absolvierung der Moduls sind die Studierenden in der Lage, ein für die numerische Auslegung passendes Optimierungsproblem aufzusetzen. Dies beinhaltetdie Modellierung und Simulation des physikalischen Problems, die passende Beschreibung der Optimierungsparameter, sowie die Auswahl eines passenden Optimierungsalgorithmus.

Vorlesungsteil: Die Vorlesung wird eine Mischung aus Frontalvortrag und handschriftlichen Erläuterungen enthalten. Kleine Rechenbeispiele veranschaulichen die Theorie.
Übungsteil: Die in der Vorlesung vorgestellten Methoden werden auf konkrete Beispiele angewendet. Hausaufgaben werden zur Verfügung gestellt und die Ergebnisse von den Studierenden in der darauffolgenden Übungseinheit vorgestellt. Zur Durchführung der Übungsaufgaben und Kolloquien wird die Software Hyperworks Student Edition benötigt. Diese Software steht für Windows-Rechner kostenfrei zur Verfügung und kann alternativ vor Ort am Institut verwendet werden. Es sind keine Vorkenntnisse dieser Software notwendig.

Die Leistungsbeurteilung erfolgt durch Kolloquien im Übungsteil und im Falle der positiven Beurteilung der Kolloquien wird mit dem Erfolg einer theoretischen Prüfung über den Vorlesungsstoff eine Gesamtnote zur LVA festgelegt. 

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.