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ELiSE hilft Bauingenieuren

Die Idee ist nicht ganz neu, aber konsequent angewandt wird sie noch nicht: sich in der Natur Vorbilder fürs Bauen zu suchen. Über die sinnvolle Verknüpfung von Bionik und Bauwesen spricht am 28. Oktober im Rahmen des Seminars für Bauwesen Dr. Christian Hamm-Dubischar über “Planktonorganismen als Vorbilder für den Leichtbau”.

Die bioimineralisierten Schalen einzelliger Planktonorganismen (z.B. Kieselalgen und Radiolarien) sind hervorragend konstruierte stabile Leichtbaukonstruktionen. Weil ca. 100.000 verschiedene Arten mit jeweils unterschiedlichen Leichtbaugeometrien verfügbar sind, kann dieser Pool auch für technische Strukturen aus unterschiedlichen Branchen (u.a. Automobilindustrie, Maschinenbau, Bauingenieurwesen) eingesetzt werden. Hierfür wurde das Verfahren ELiSE (Evolutionary Light Structure Engineering) entwickelt, das das Leichtbaupotenzial dieser effizienten, natürlichen Strukturen systematisch nutzt.

Eine Nutzung vieler unterschiedlicher Leichtbauprinzipien ist interessant, weil Leichtbaukonstruktionen für konkrete technische Aufgabenstellungen durch sehr unterschiedliche Geometrien gelöst werden können. Dieses “Optimierungsgebirge” verdeutlicht gleichzeitig eine Schwierigkeit der linearen Optimierungsverfahren wie Computer Aided Optimization (CAO) und Soft Kill Option (SKO) bzw. Topologie- und Gestaltoptimierung, nämlich dass durch eine iterative, lineare Optimierung wohl ein lokales, aber nicht das globale Optimum erreicht wird.

Im Verfahren ELiSE wird dagegen auf eine Datenbank aus konkreten, voroptimierten Leichtbaustrukturen zurückgegriffen, die eine effektive und schnelle Entwicklung diverser neuer Leichtbaulösungen ermöglichen. Unterstützt wird die technische Umsetzung durch Grundlagenforschung in den Bereichen Plankton-Evolution, Plankton-Biomechanik, Diatomeen-Taxonomie und genetische Algorithmen. Das Verfahren ELiSE wir am Beispiel der Enwicklung von Gründungsstrukturten für Offshore-Windenergieanlagen erläutert.

Kontakt

Sprecher

Prof. Manfred Curbach
Institut für Massivbau
Technische Universität Dresden
01062 Dresden

Geschäftsführerin

Silke Scheerer
Institut für Massivbau
Technische Universität Dresden
01062 Dresden

Sekretariat

Sabine Hofmann
Institut für Massivbau
Technische Universität Dresden
01062 Dresden