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LTM - Lehrstuhl für Technische Mechanik

Der Lehrstuhl für Technische Mechanik (LTM) hat als Schwerpunkte die Arbeitsgebiete Experimente, Modellierung und numerische Methoden mit dem Ziel der effizienten Simulation großdimensionierter Finite-Elemente-Strukturen mit innovativen Werkstoffen. Anwendungen sind z.B. Crashsimulation von Klebwerkstoffen, Verfestigungsverhalten und Aushärten von Polymeren oder Phasenumwandlungen und Schädigung in Metallen. Weitere Arbeitsfelder sind die Parameteridentifikation mit Hilfe von Optimierungsverfahren zur Verifikation der Modelle, adaptive Finite-Elemente-Methoden und Homogenisierungsmethoden zur Berücksichtigung skalenübergreifender Vorgänge. Mit stochastischen Modellen werden weitere synthetische Daten generiert, um die Kosten für teure und zeitintensive Versuche möglichst minimal zu halten.

Ziel/Motivation

Mit der Kopplung von Ausbildung, Modellierung, Experiment und Anwendung wird der angehende Ingenieur am LTM vielseitig auf die in der Industrie stetig steigenden Herausforderungen zur Berechnung von Bauteilen des Maschinenbaus vorbereitet.

Methodenkompetenz

  • Zug- / Druckversuche
  • Zyklische Versuche
  • Thermoschock
  • Optische 3D Messtechnik (GOM Aramis / Atos)
  • FEM Simulation (Abaqus)
  • Modellierung von Materialgesetzen und Elementen
  • Parameteridentifikation (homogen + inhomogen)
  • Implementierung von Materialgesetzen für kommerzielle FE Software (Abaqus, UMAT, UEL)

Themengebiete

Experimentelle Untersuchungen

  • Thermoschock
  • Experimentelle Untersuchungen von Hochtemperaturbauteilen
  • Zyklische Zugversuche unter Hochtemperatur
  • Zug-Druck-Versuche von epoxidharzgebundenem Giesssand
  • Optische Messung inhomogener Gummiproben
  • Dehnratenabhängige Zugversuche von/mit CFK-Prepregs

Modellierung

  • Phasenfeldmodellierung von Hochtemperaturbauteilen
  • Phasenumwandlungsplastizität
  • Mehrskalenmodellierung heterogener Materialsysteme wie mehrlagige Werkzeugbeschichtungen
  • Anisotropes Verfestigungsverhalten von Polymeren
  • Klebschichtversagen mit stochastischen Methoden
  • Aushärtung von Werkstoffen auf Epoxidharzbasis

Parameteridentifikation

  • Parameteridentifikation nichtlinearer Werkstoffe unter Verwendung optischer Methoden
  • Parameteridentifikation mit stochastischen Methoden

Simulation

  • Adaptive Netzverfeinerung für Parameteridentifikation und Phasenfeldsimulation
  • Simulation von Fertigungsprozessen unter Berücksichtigung von Phasenumwandlungen
  • Simulation von anisotropen Kunststoffen infolge des Reckvorgangs
  • Simulation inelastischer Klebschichten und faserverstärkter Kunststoffe des Automobilleichtbaus
  • Entwicklung numerischer Methoden zur effizienten Simulation von Finite-Element Strukturen
  • Umformsimulation nicht ausgehärteter Prepregs
  • Aushärtungssimulation von Epoxidharzen

Die Universität der Informationsgesellschaft