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Materialmodellierung in der Strukturmechanik

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#51042 / #1

Seit SoSe 2023

Deutsch

Materialmodellierung in der Strukturmechanik

6

Klinge, Sandra

Benotet

Mündliche Prüfung

Deutsch

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Mechanik

35371300 FG Mechanik, insbes. Strukturmechanik

Physikalische Ingenieurwissenschaft

Kontakt


C 8-3

Keine Angabe

Keine Angabe

Keine Angabe

Lernergebnisse

Die Modellierung des Materialverhaltens ist von entscheidender Bedeutung für den Erfolg numerischer Simulationen von Bauteilen oder Prozessen. In dieser Lehrveranstaltung werden grundlegende Konzepte und algorithmische Formulierungen der kontinuumsmechanischen Materialmodellierung von Festkörpern unter Berücksichtigung des thermodynamisch konsistenten Rahmens vermittelt. Typische Vertreter des inelastischen Materialverhaltens sind Viskosität und Plastizität mit Hilfe dessen dissipatives, nichtlineares und zeitabhängiges Materialverhalten beschrieben werden können. Dabei können auch die kombinierten Mechanismen in Betracht gezogen werden. Ein wesentliches Ziel der Lehrveranstaltung ist es, die verschiedenen konstitutiven Modelle mit Hilfe von Matlab in einen sogenannten konstitutiven Treiber zu implementieren. Die Lösung des nichtlinearen Gleichungssystems wird iterativ mit Hilfe des Newton-Verfahrens ermittelt. Unter anderem wird hierfür die Berechnung des Tangentenoperators benötigt. Letzten Endes eignen sich die in diesem Kurs entwickelten Modelle und Algorithmen dafür in Finite-Elemente-Formulierungen direkt eingebettet zu werden.

Lehrinhalte

• Einführung und Prinzipien der Materialmodellierung • Hyperelastizität • Viskoelastizität • Plastizität und Verfestigung • Schädigungsmechanik • Nichtlineares elastisches Verhalten bei großen Verformungen

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Materialmodellierung in der StrukturmechanikVLWiSe/SoSede2
Materialmodellierung in der StrukturmechanikPJWiSe/SoSede2
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Materialmodellierung in der Strukturmechanik (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)

Materialmodellierung in der Strukturmechanik (PJ):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.02.0h30.0h
Vor-/Nachbereitung15.04.0h60.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Vorlesung mit Tafel und Rechenvorführung; Erläuterung der theoretischen Grundlagen und Lösungsverfahren; Programmierung von Aufgaben; Berechnen von Problemen

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Strukturmechanik I

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Mündliche Prüfung

Sprache(n)

Deutsch

Dauer/Umfang

ca. 20 Minuten

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Winter- und Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 50.

Anmeldeformalitäten

keine

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
A. Bertram, R. Glüge: Solid Mechanics: Theory, Modeling, and Problems. Springer, 2015.
G. A. Holzapfel: Nonlinear Solid Mechanics. Wiley, 2000.
J. C. Simo, T. J. R. Hughes: Computational Inelasticity. Springer, 1998.
P. Wriggers: Nichtlineare Finite-Element-Methoden. Springer, 2001.
R. W. Ogden: Non-Linear Elastic Deformations. Dover, 1997.

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Biomedizinische Technik (M. Sc.)15SoSe 2023SoSe 2025
Computational Engineering Science (Informationstechnik im Maschinenwesen) (B. Sc.)15SoSe 2023SoSe 2025
Fahrzeugtechnik (M. Sc.)15SoSe 2023SoSe 2025
Fahrzeugtechnik (Lehramt) (B. Sc.)418SoSe 2023SoSe 2025
Fahrzeugtechnik (Lehramt) (M. Ed.)210SoSe 2023SoSe 2025
Luft- und Raumfahrttechnik (M. Sc.)15SoSe 2023SoSe 2025
Maschinenbau (B. Sc.)16SoSe 2023SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (B. Sc.)210SoSe 2023SoSe 2025
Physikalische Ingenieurwissenschaft (M. Sc.)220SoSe 2023SoSe 2025
Produktionstechnik (M. Sc.)16SoSe 2023SoSe 2025
Technomathematik (B. Sc.)15SoSe 2023SoSe 2025
Technomathematik (M. Sc.)15SoSe 2023SoSe 2025
Verkehrswesen (B. Sc.)15SoSe 2023SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Das Modul wird in der Regel im Sommersemester angeboten. Abweichungen sind möglich.