Mechanik, insbesondere Strukturmechanik und Strukturberechnung

Forschung am FG SMB

Das Fachgebiet Strukturmechanik und Strukturberechnung(SMB) stellt eine spannende Kombination aus experimentellen und rechnerischen Aspekten des Maschinenbaus dar. Dieses Forschungs- und Lehrgebiet spielt eine entscheidende Rolle im modernen Maschinenbau und gewinnt angesichts der Digitalisierung in allen Bereichen der Fertigung, Logistik und Produktlebensdauer immer mehr an Bedeutung. Die Untersuchungen in dieser Richtung ermöglichen eine effiziente Simulation komplexer Strukturen unter verschiedenen, oft extremen Bedingungen sowie den Einsatz nachhaltiger und recycelbarer Materialien und deren effiziente Nutzung. Die neuartigen Strategien wie Multiskalensimulationen, isogeometrische Analysen und maschinelles Lernen eröffnen neue Horizonte: Einerseits ermöglicht es die strukturelle Antwort, tief in die Materialmikrostruktur einzudringen und sie entsprechend den spezifischen äußeren Anforderungen zu optimieren. Andererseits verschiebt die datengesteuerte Berechnung zusammen mit den hochentwickelten Strukturelementen die Grenzen der heutigen Finite-Elemente-Analyse hin zu einer benutzerfreundlicheren Software, die im Hinblick auf den Anwendungsbereich sehr flexibel ist.

Forschungsthemen

  • Homogenisierung, Multiskalen-FEM und inverse Analyse
  • Entwicklung von Multiskalen-FE-Software (MSFEAP)
  • Phasenfeldmodellierung zyklischer Ermüdungseffekte in Stählen und additiv gefertigten Aluminiumlegierungen
  • Mikromechanische Modellierung von Polymeren (dehnungsinduzierte Kristallisation in Naturkautschuk, verkalkte Hydrogele)
  • Computational Biomechanics (Vireneintritt in eine Zelle, Filamentnetzwerke in Zellen, Spongiosa)