| Titel | 3 |
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| Impressum / Copyright | 4 |
| Vorwort | 5 |
| Stichwortverzeichnis | 221 |
| Inhaltsverzeichnis | 7 |
| 1 Bionik, Leichtbau und Strukturoptimierung | 11 |
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| 2 Leichtbau | 13 |
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| 2.1 Spannungsfeld Leichtbau | 13 |
| 2.2 Kosten | 16 |
| 2.3 Leichtbau-Begriffe | 18 |
| 3 Bionik | 25 |
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| 3.1 Bionik: Biologie und Technik | 25 |
| 3.2 Übersetzungs-Wörterbuch: Biologie–Technik /Technik–Biologie | 28 |
| 3.3 Bionik in Entwicklungsprozesse integrieren | 32 |
| 4 Kraftfluss | 49 |
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| 4.1 Geschlossener und offener Kraftfluss | 49 |
| 4.2 Favorisierter Kraftfluss | 51 |
| 4.3 Atomkräfte als Ursache des favorisierten Kraftflusses | 54 |
| 4.4 Gestaltung von Standardbauteilen in Abhängigkeit der Grundlastfälle | 59 |
| 5 Optimierung | 65 |
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| 5.1 Grundlagen | 65 |
| 5.2 Optimierungsverfahren | 69 |
| 5.3 Optimierungstools | 73 |
| 6 Evolutionäre Algorithmen | 79 |
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| 6.1 Evolutionäre Grundlagen | 79 |
| 6.2 Evolutionsstrategie | 81 |
| 6.3 Einfluss der Strategie und der Einstellungen auf den Optimierungsablauf | 81 |
| 6.4 Evolutionäre Optimierung mit Excel | 84 |
| 7 Strukturoptimierung | 91 |
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| 7.1 Begriffe der Strukturoptimierung | 91 |
| 7.2 Fünf Disziplinen der Strukturoptimierung | 93 |
| 7.3 Strukturoptimierungsprogramme | 96 |
| 7.4 Überblick der erhältlichen Optimierungsprogramme | 97 |
| 7.5 FEM (Finite-Elemente-Methode) | 100 |
| 8 Topologieoptimierung | 103 |
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| 8.1 Einführung | 103 |
| 8.2 Allgemeiner Ablauf einer Topologieoptimierung mit Ergebnisbetrachtung | 108 |
| 8.3 Soft-Kill-Option-Methode (SKO) | 120 |
| 8.4 SKO mit Excel | 123 |
| 8.5 FORTRAN-Programmierung der SKO-Methode | 127 |
| 8.6 Mathematische Topologieoptimierung | 128 |
| 9 Kraftkegelmethode (KKM) | 135 |
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| 9.1 Motivation und Grundgedanke | 135 |
| 9.2 Begriffe der Kraftkegelmethode | 136 |
| 9.3 Drei Varianten der Kraftkegelmethode | 136 |
| 9.4 Weitere Anmerkungen und Hinweise | 144 |
| 9.5 Zusammenfassung und Übungen zur KKM | 146 |
| 10 Formoptimierung | 149 |
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| 10.1 Was ist eine Form und wann ist eine Form gut gestaltet? | 149 |
| 10.2 Genauere Betrachtung der Kerbspannungen | 153 |
| 10.3 Was ist eine strukturmechanisch günstige Kerbkontur? | 155 |
| 10.4 Methoden zur Kerbformoptimierung | 157 |
| 10.5 Formoptimierung durch Zugdeformation | 157 |
| 10.5 Formoptimierung durch Zugdeformation | 157 |
| 10.6 Computer-Aided-Optimization-Methode (CAO) | 159 |
| 10.7 Methode der Zugdreiecke (ZDE) | 162 |
| 11 Dimensionierungs-, Sizing- oder Parameteroptimierung | 177 |
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| 11.1 Biologisches Beispiel für Sizing | 177 |
| 11.2 Technische Beispiele für Sizing | 178 |
| 11.3 Parametervariation in Excel am Beispiel des Zugseils eines Balkons | 179 |
| 11.4 Excel-Solver | 181 |
| 11.5 FEM-Parameterstudie | 185 |
| 12 Materialauswahl | 189 |
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| 12.1 Materialauswahl – Beharren im Bewährten oder risikobereit für neue Werkstoffe? | 189 |
| 12.2 Materialauswahlprozess | 190 |
| 12.3 Zusammenfassung des Auswahlprozesses | 196 |
| 13 ELiSE-Verfahren | 199 |
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| 13.1 Diatomeen und Radiolarien | 200 |
| 13.2 ELiSE als Produktentstehungsprozess | 201 |
| 13.3 Anwendungsbeispiele | 204 |
| 13.4 Bewertung des ELiSE-Verfahrens und Einflüsse auf die Optimierungsgüte | 205 |
| 13.5 Ausblick: Weiterentwicklungen und Potenziale | 206 |
| 14 Strukturoptimierung imProduktentwicklungsprozess | 209 |
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| 14.1 Übertragung der Optimierungsergebnisse in den Konstruktionsprozess | 210 |
| 14.2 Dienstleister und Fördermöglichkeiten | 211 |
| 14.3 Fazit | 211 |
