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In dieser Forschungsarbeit wird die Optimierung des Kolbendesigns mit DOE-Methoden durchgeführt und mit der Software Ansys FEM simuliert. Die DOE-Methode Taguchi wurde für die Versuchsplanung dieser Forschungsarbeit ausgewählt. Insgesamt gibt es fünf Faktoren, nämlich das Material des Kolbens, die Temperatur des Kolbenbodens, den Gasdruck des Kolbens, die thermische Beschichtung des Kolbenbodens und als letzter Faktor die geometrische Gestaltung des Kolbens. Jeder Faktor hat vier Stufen. Für die Forschungsstudie wird eine orthogonale Anordnung für 16 Experimente gelöst. Alle 16 Experimente werden mit der Software Ansys FEM gelöst. Zwei Reaktionsparameter, die thermische Spannung und die Verformung, wurden für diese Forschungsarbeit ausgewählt. Die Analyse des Signal-Rausch-Verhältnisses wird für beide Antworten durchgeführt und der Rang des Faktors und der beste Fall für diese Studie ermittelt. In beiden Fällen ist der Faktor Design und die Temperatur der Bodenoberfläche am identischsten und die beste Randbedingung für die Optimierung des Kolbendesigns. Die Varianzanalyse wird auch für diese Forschungsstudie durchgeführt und nichtlineare Modellierungsgleichungen werden mit Genehmigung der Angemessenheitsprüfung für diese Modellierungsgleichungen erstellt. Die zusammengesetzte Wünschbarkeitsfunktion wird verwendet, um die optimale Analyse für beide Reaktionen, Spannung und Verformung, zu modifizieren.