Faserverbundkunststoffe (FVK) besitzen enormes Leichtbaupotenzial und ein weites Einsatzspektrum. Sie Verkomplizieren jedoch aufgrund ihrer Anisotropie und Inhomogenität nicht nur die Festigkeitsbeurteilung der faserverstärkten Strukturen, sondern auch deren Auslegung. Die vielen Freiheitsgrade bei der Gestaltung eines Faserverbundlaminats (Materialauswahl, Anzahl, Dicke, Orientierung und Reihenfolge der Lagen) erschweren zudem die optimale Werkstoffausnutzung. Ein strukturiertes und zielorientiertes Auslegen kann mit Hilfe der numerischen Strukturoptimierung erfolgen. Dieser Prozess ist Bestandteil der vorliegenden Dissertation. Dabei wird die Optimierung von Bolzenverbindungen, die für lösbare Verbindungen von Faserverbundstrukturen zum Einsatz kommen, behandelt. Hierfür wird ein Verfahren entwickelt, welches für die Optimierung von FVK eine vorhandene kommerzielle Software (HyperWorks von Altair) nutzen soll. Daneben beinhaltet die Vorgehensweise die Topologieoptimierung eines modifizierten Anfangsmodells, die Überführung des erzeugten Ergebnisses in ein Laminatmodell und die darauf aufbauende Dimensionierung. Wahlweise kann hierzu eine vor- und nachgeschaltete Kontaktmodellierung und -analyse angewendet werden, um eine Approximation der Kontaktlast zur detaillierten Abbildung der Krafteinleitung in einem Lastmodell bereitzustellen und eine genaue Nachrechnung des Optimierungsergebnisses zu ermöglichen. Die Möglichkeiten der entwickelten Methode werden an zwei Beispielen gezeigt. Mit einer Kragscheibenoptimierung wird die Plausibilität und die Güte der Ergebnisse anhand von Vergleichsmodellen sowie einem Referenzprozess belegt. Im Anwendungsbeispiel wird die Bolzenverbindung ausgiebig behandelt. Neben der Betrachtung der Kontaktsituation und der Approximation der Kontaktlast wird ein Ausgangszustand ausgelegt und modelliert. Als Optimierungsziel wird diese Bolzenverbindung mit möglichst wenig Zusatzvolumen soweit verstärkt, dass bei höchster Steifigkeit die doppelte Versagenslast übertragen werden kann. Die optimale Verstärkung wird hierbei mit der entwickelten Methode erreicht und stellt gegenüber Vergleichsmodellen eine Verbesserung dar. Zudem wird mit dem verallgemeinerten Startentwurf innerhalb der Methode die Findung eines zulässigen Optimalentwurfs im Vergleich zu einem Referenzprozess vereinfacht.

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