Die Forschung am Lehrstuhl für Technische Mechanik erstreckt sich im Wesentlichen auf Problemstellungen der Festkörpermechanik und der Wärmeübertragung. Zur Beschreibung und Analyse der in diesen Themengebieten auftretenden physikalischen Phänomene werden sowohl theoretische als auch experimentelle Forschungsarbeiten durchgeführt sowie geeignete numerische Methoden untersucht. Im Bereich der Numerik liegt der Schwerpunkt auf der Randelementmethode (REM, engl. Boundary-Element-Method BEM), der Finite-Elemente-Methode sowie der Methode der Mehrkörpersysteme. Mit der Motivation, den deutlichen zeitlichen Entwicklungsrückstand der Randelementmethode zu verkürzen, werden für die genannten Problemstellungen
Randelementformulierungen entwickelt, in Softwarepakete umgesetzt und eingehend studiert. Eng gekoppelt damit sind auch die experimentellen Forschungsarbeiten am Lehrstuhl. Neben Untersuchungen zur Ermüdungsrißausbreitung kommt als relativ junges Gebiet die Parameteridentifikation für elastoplastische Stoffmodelle der Schädigungsmechanik hinzu. Ein weiterer Schwerpunkt bilden zellulare Werkstoffe (Aluminiumschäume und perforierte Werkstoffe). Zwischenzeitlich ist auch auf dem Gebiet der Biomechanik eine Zusammenarbeit mit der Zahnmedizin entstanden, die sich auf die Analogie der Stoffmodelle
stützt.
Neue Forschungsthemen des Lehrstuhls sind der Optimierung von elastischen Mehrkörpersystemen sowie Kontaktproblemen starrer und verformbarer Körper gewidmet.
Forschungsrelevante apparative AusstattungRechner, Peripherie und Software
Der Lehrstuhl verfügt über ein gutes Dutzend SUN und LINUX Workstations, die mit 100 MBit Switches sternförmig verbunden sind. Mehrere postscriptfähiger Laser- und Farbtintenstrahldrucker sowie ein Farbscanner und CD-Brenner ergänzen die Ausstattung im LTM Rechnerraum. Als Software stehen den Programmentwicklern das SUN Sparcworks-Entwicklungspaket zur Verfügung. Es beinhaltet einen graphisch orientierten Debugger, Fortran 77/90, C und C++
Compiler. Als Schnittstelle zu den am Lehrstuhl entworfenen Randelement-Paketen hat sich MSC/Patran als Pre- und Postprozessor bewährt. Weitere kommerzielle Programme sind die Finite Element-Pakete MSC/Nastran und Marc/Mentat sowie das CAD-System ProEngineer.
Für Textverarbeitung, Erstellen von Zeichnungen sowie Aufbereitung von Daten (Tabellenkalkulation, graphische Darstellung etc.) stehen eine größere Anzahl PCs mit Pentium-Prozessoren, ein Laptop sowie Laser- und Tintenstrahldrucker in den Büros der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zur Verfügung. Die Rechner sind über Ethernet-Schnittstellenkarten mit dem Workstation-Netzwerk verbunden. Versuchsfeld
Das Versuchsfeld für werkstoffmechanische Untersuchungen an Proben und Bauteilen hat einen temperierten Versuchsraum mit folgenden Prüfmaschinen und Meßeinrichtungen:
Zwei servohydraulische Prüfmaschinen mit maximalen Prüflasten von 100 kN bzw. 250 kN, zwei elektromechanische Prüfmaschinen mit einer Prüflast von 30 kN bzw. 100 kN, eine Biaxial-Prüfmaschine mit einer Prüflast von 50 kN, eine 50 kN-Resonanzprüfmaschine,
verschiedene Belastungseinrichtungen für proportionale und nicht-proportionale Mixed-Mode-Versuche, optische Messsysteme (Rasterverfahren und Speckle-Interferometrie) zur Bestimmung von
Verformungs- und Dehnungsfeldern, ein automatisiertes, optisches Risslängenmeßsystem auf der Basis digitaler Bildverarbeitung,
eine Belastungs- und Auswerteeinrichtung zur Bestimmung duktiler Schädigung, eine Temperaturkammer (bis 1000°C) einschließlich Spannwerkzeugen und Dehnungsaufnehmer für die Temperaturkammer.
Im zweiten Versuchsfeld lassen sich experimentelle Spannungs-und Verformungsanalysen durchführen. Hierzu stehen folgende Messeinrichtungen zur Verfügung:
Ein digitaler Messverstärker mit entsprechender Software, ein Drei-Kanal-Meßverstärker mit Auswerteeinrichtung,
eine Vielstellenmessanlage (100 Messstellen) einschließlich Computersteuerung und -auswertung, Digitalkameras zur 3D-Verformungsmessung, Software für Bildanalyse,
eine spannungsoptische Versuchseinrichtung und
Grundausstattung für einfache metallographische Untersuchungen (Accutom, Poliergerät,Auflichtmikroskop, Videoprinter).
Wissenschaftliche Tagungen
- IUTAM Symposium on Progress in the Theory and Numerics of Configurational Mechanics, 20.-24. Oktober 2008, Erlangen
Euromech 552 Colloqium on Recent Trends in Optimisation for Computational Solid Mechanics October, 10.-13. Oktober 2011, Erlangen
Advanced School on Molecular and Continuum Modelling of Polymers: Molecular Dynamics Meets Finite Elements, 12.-14. März 2012, Pommersfelden
GAMM-Jahrestagung 2014, Erlangen
VeröffentlichungsreihenPaul Steinmann, Kai Willner (Hrsg.): Schriftenreihe Technische Mechanik, ISSN 2190-023X, Erlangen
| Leitung Prof. Dr.-Ing. habil. Paul Steinmann
Professur für Strukturmechanik Prof. Dr.-Ing. habil. Kai Willner
Arbeitsgruppe für Numerische Mechanik Prof. Dr.-Ing. Julia Mergheim Dr.-Ing. Paras Kumar Dr.-Ing. Dmytro Pivovarov Dominic Soldner, M. Sc. Lars Schmelzle, M. Sc. Maurice Rohracker, M. Sc. Maxim Rodschei, M. Sc.
Akademischer Oberrat / Ansprechpartner für Industrieaufträge Dr.-Ing. Dipl.-Math.techn. Gunnar Possart, Akad. ORat
Arbeitsgruppe Multiskalensimulation "Capriccio" PD Dr.-Ing. habil. Sebastian Pfaller, Akad. ORat Dr.-Ing. Maximilian Ries Dr.-Ing. Wuyang Zhao Felix Weber, M. Sc. Lukas Laubert, M. Sc.
Sekretariat Julia Deserno, M.A. Simone Schaetzlein
Lehrbeauftragte Dr.-Ing. Karsten Kolk Prof. Dr.-Ing. Ralf Meske
Wissenschaftliche Assistenten Özge Akar, M. Sc. Michael Lengger, M. Sc. Dr.-Ing. Markus Mehnert Dr.-Ing. Maximilian Ries Emely Schaller, M. Sc. Dominic Soldner, M. Sc. Lucie Spannraft, M. Sc.
Wissenschaftliche Mitarbeiter Chaitanya Dev, M. Sc. Soheil Firooz, M. Sc. Johannes Friedlein, M. Sc. Dr.-Ing. Paras Kumar Sonja Kuth, M. Sc. Jose Lara, M. Sc. Lukas Laubert, M. Sc. Marie Laurien, M. Sc. Dr. Stephen Melly Miguel Ángel Moreno-Mateos, Ph.D. Dr.-Ing. Dmytro Pivovarov Maxim Rodschei, M. Sc. Maurice Rohracker, M. Sc. Laura Ruhland, M. Sc. Erodita Saliji, M. Sc. Lars Schmelzle, M. Sc. Michael Schwarz, M. Sc. Andre Sommer, M. Sc. Gabriel Stankiewicz, M. Sc. Daniel van Huyssteen, Ph.D. Yashasvi Verma, M. Sc. Felix Weber, M. Sc. Jana Wedel, M. Sc. Simon Wiesheier, M. Sc. Dr.-Ing. Wuyang Zhao
Technisches Personal Christian Bänsch
Gastwissenschaftler und internationale Kooperationspartner Prof. Dr. Reha Artan Prof. Dr. Ryszard A. Bialecki Prof. Dr. Matjaž Hriberšek Prof. Dr. Ghodrat Karami Prof. Dr. Gennady Mishuris Prof. Dr. Zoran Ren Prof. Dr. Bozidar Sarler Prof. Dr. Leopold Skerget Prof. Dr. Rui Xiao
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