Bei der modernen Fahrzeugentwicklung erfolgt die Auslegung der Fahrzeugkarosserie virtuell. Die numerische Berechnung erlaubt nicht nur den einfachen Vergleich unterschiedlicher Konstruktionsvorschläge hinsichtlich verschiedener Anforderungen sondern auch die Anwendung von Optimierungsmethoden. Neben den etablierten Anwendungen, wie beispielsweise die Optimierung der Strukturtopologie und -topographie sowie der Blechdickenverteilung ist auch die optimale Gestaltung bzw. Verteilung der Fügepunkte (in diesem Fall Schweißpunkte) von Interesse, um wirtschaftlichen Leichtbau zu ermöglichen. Dabei ist die Aufgabe zu lösen, die Position und Art der Verbindung (zweifach, dreifach) so zu verändern, dass die Lebensdauer für alle Fügepunkte in diesem Bereich ausreichend ist und sich die Anzahl der Punkte auf die notwendige minimiert, ohne fertigungstechnische Restriktionen zu verletzen. Frühe Versuche hierzu zeigen. dass die Anwendung der klassischen Topologieoptimierung bei Schweißpunkten oftmals zu unbefriedigenden Ergebnissen führt. Sie versagt bereits bei klassischen Zielfunktionen wie z. B. der Steifigkeitsmaximierung. Bei der Adam Opel AG wurde daher ein spezifisches numerisches Verfahren zur Optimierung der Schweißpunktverteilung entwickelt. Bei der Topologieoptimierung von Schweißpunkten mittels SKO-Verfahren (Soft Kill Option) treten die Probleme der klassischen Topologieoptimierung mittels SIMP-Ansatz (Solid Isotropic Material with Penalization) nicht auf. Die Optimierungsergebnisse sind verfahrensbedingt stets diskret und auch der Füllgrad wird immer erreicht. Die Optimierung hinsichtlich Lebensdauer führt zu einer homogenen Struktur, die auch nach den Kriterien des Leichtbaus optimal ist. Es wird die grundsätzliche Vorgehensweise bei der Schweißpunktoptimierung beschrieben und es werden die unter Verwendung der SKO-Methode ermittelten Optimierungsergebnisse im Vergleich zur klassischen Topologieoptimierung sowohl für ein vereinfachtes Beispiel als auch für verschiedene Bereiche der Fahrzeugkarosserie gezeigt.

Nowadays the car body is designed during the modern vehicle development process virtually. The numerical approach allows - beneath the ability to run a lot of "manually created" variants - to apply optimization techniques. Shape Topology, topography and sizing optimization techniques are usually used to improve the overall structure. Nevertheless it is also important to optimize the amount and distribution of the connections (here: spot welds) of the structure to ensure an economic light weight structure. Goal is to improve the position and the connection type (2 or 3 fold spot weld) in such a way that the fatigue life of all connection points in the considered area is sufficient while the number of joints is reduced to the required minimum and fulfill the manufacturing requirements. Early investigations have shown that the application of classical topology optimization methods leads to unsatisfying results. The optimization even failed for classical goal functions like minimization of compliance. For that reason the Adam Opel AG has developed a specific numerical algorithm to optimize the spot weld distribution. The procedure is based an the SKO-method (Soft Kill Option) and does not show the problems of the classical topology optimization. Due to the SKO algorithm, the results are always discrete and also fulfill the volume fraction constraint. The optimization of the fatigue life leads to a homogeneous structure which is optimal in terms of light weight structures. In this paper the principle approach of spot weld optimization is described. Optimization results based on the SKO method are shown and compared with results from the classical topology optimization by means of a simple hat profile and of car body examples.