Numerische technische Optimierung

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Diese Studienhilfe zu numerischen Optimierungsverfahren richtet sich an Studierende des Maschinenbaus im Grund- und Hauptstudium. Optimierungsverfahren sind entscheidend für den Leichtbau, da sie zur Gewichtsreduzierung im Automobil- und Luftfahrtbau beitragen, was den Kraftstoffverbrauch senkt, Betriebskosten reduziert und positive Umweltauswirkungen hat. Die Autoren präsentieren Verfahren zur numerischen Lösung ingenieurmathematischer Probleme, basierend auf dem freien Computeralgebrasystem Maxima, und zeigen Anwendungen aus traditionellen Lehrveranstaltungen zur Festigkeit von Werkstoffen. Der Fokus liegt auf eindimensionalen Strukturelementen wie Federn, Stäben und Euler-Bernoulli-Balken, um die Komplexität zu verringern und den Entwurf auf wenige Variablen zu beschränken. Durch die Nutzung eines Computeralgebrasystems können die Leser sich stärker auf die Methodik der Optimierungsverfahren konzentrieren, anstatt sich mit Standardverfahren zu beschäftigen. Das Buch enthält zahlreiche Beispiele, einige davon mit grafischen Ansätzen, um das Verständnis der Computerimplementierung zu fördern. Die Themen umfassen unter anderem unbeschränkte und beschränkte Funktionen einer und mehrerer Variablen sowie Antworten auf ergänzende Probleme.