Forschung

Entwicklung neuer Berechnungsmethoden und Softwarelösungen

 

  • Finite-Elemente-Methoden für nichtlineare und komplexe Probleme
  • Explizite und implizite transiente Berechnungen
  • Finite-Elemente-Methoden mit höherwertigen Ansatzfunktionen (p-FEM, SEM, IGA)
  • Fiktive Gebietsmethoden (FCM, SCM)

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  • Semianalytische Methoden (SAFE, SBFEM)
  • Mehrfeldprobleme (Thermo-Piezoelektrizität, Fluid-Struktur-Interaktionen)
  • Bauteilberechnung/-optimierung (Festigkeit, Crash, Stabilität, Akustik, Wärmeleitung, Elektromechanik)
  • Medizintechnik und Biomechanik

 

Mechanische Charakterisierung von Materialien

 

  • Phasenfeldmethode
  • Berechnung und Entwurf von Faserverbundstrukturen (CFK, GFK) und Sandwichstrukturen
  • Mikro-Makro-Modelle
  • Numerische Homogenisierungsverfahren

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  • Faser- und partikelverstärkte Materialien, Schaumstoffe, poröse Medien
  • Kontinuumsmechanik
  • Erweiterte Materialmodellierung
  • Elastomere

 

Modellierung von Mischungs- und Entmischungsvorgängen

 

  • Phasenfeldmethode
  • Diffusionsmodelle unter Einbezug der Oberflächenenergie
  • Mischungsverhalten von Polymeren
  • Mischungsverhalten bei vorliegender mechanischer Beanspruchung

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  • Einfluss speziell durch Kinematik bei großen Verformungen
  • IGA für nötige elementübergreifende Stetigkeit bei DGLen höherer Ordnung

 

Modellierung von Versagensmechanismen

 

  • Phasenfeldmethode
  • Risswachstum in spröden Materiallien
  • Risswachstum in duktilen Materiallien
  • Risswachstum in polykristallinen Materiallien

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  • Risswachstum in gummiartigen Materialien, große Verformungen
  • Rissausbreitung mit Hilfe adaptiver Finite-Elemente-Verfahren

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Modellierung von Erstarrungsvorgängen

 

 

 

Analyse von elektrischen Antrieben und Maschinen

 

  • Berechnung der elektromagnetischen Anregung und der Leistung
  • Nutzung dieser Anregung für die numerischen Schwingungsanalysen

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  • Berechnung des akustischen Verhaltens der elektrischen Maschine
  • Vergleich verschiedener Konfigurationen zur Identifikation des optimalen Designs

 

Ganzheitliche Simulationsansätze zur akustischen Bewertung von Bauteilen und Maschinen

 

  • Detaillierte Analyse des Kurbeltriebes mit Hilfe einer elastischen Mehrkörpersimulation
  • Berücksichtigung der elasto-hydrodynamischen Wechselwirkungen im Rahmen der Mehrkörperanalyse
  • Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl Technische Dynamik

 

Simulationskette

 

  • Hörbarmachen der Simulationsergebnisse
  • Bewertung hinsichtlich der auditiven Wahrnehmung des Menschen

 

Aktive und passive Schwingungs- und Geräuschreduktion an Maschinen und Strukturen

 

  • Entwurf, Simulation und Erprobung von aktiv geregelten Systemen
  • Designoptimierung mit Hilfe passiver Maßnahmen

 

passiveMethoden

 

 

Bewertung von Poren in Gußbauteilen

 

  • Verteilung der Poren werden mit Hilfe von CT-Scans erfasst und in einen STL-Datensatz überführt
  • Poren werden in belastungsrelevanten Bereichen des Bauteils berücksichtigt, um deren Auswirkung zu untersuchen

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  • Kostengünstige und zuverlässige Vorhersagen bezüglich Materialausnutzung und Belastung
  • Einbeziehung der Mikrostruktur von heterogenen und zellulären Werkstoffsystemen in die numerische Analyse

 

Structural Health Monitoring (SHM), Ultraschallwellen/Lambwellen

 

  • Nutzung von geführten sehr hochfrequenten Wellen zur Strukturüberwachung
  • Insbesondere für Faserverbundwerkstoffe ist eine Schädigungsüberwachung von großer Bedeutung
  • Die Methoden sind aber auch für alle anderen Materialklassen einsetzbar 

 

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  • Numerische und Experimentelle Analysen zur Wellenausbreitung und Schädigungsmechanismen
  • Simulation und Auslegung piezoelektrischer Sensor- und Aktornetzwerke

 

Experimentelle Analysen

 

  • Spannungs-Dehnungsmessungen, Dehnmesstreifen, Hydropulsanlage, Zugversuche
  • Schwingungs- und Akustikmessungen (3D-Laservibrometer, Derotator, In-plane Vibrometer)

Derotator

  • Richtcharakteristik-Messungen im Fernfeld
  • Freifeldraum, Mikrofonarrays

Freifeldraum

  • Messung frequenzabhängiger Materialparameter
  • Impulshammer, Beschleunigungsaufnehmer

 

Forschungsprojekte des Lehrstuhls:

 

 

 

 

Letzte Änderung: 27.04.2018 - Ansprechpartner:

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