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Erweiterte Methoden der Strukturmechanik

Thematik

Die Vorlesung gibt Einblick in aktuelle Forschungsthemen zur Lösung strukturmechanischer Aufgaben. In Anlehnung an die Interpolation von Kurven in CAD-Programmen kommen in der FEM auch Ansatzfunktionen zum Einsatz, welche die Geometrie exakt beschreiben und höhere Kontinuität zwischen den Integrationszellen ermöglichen. Die Isogeometrische Analyse ist u.a. ein vielversprechendes Mittel zum Einsatz in der Phasenfeldmethode, welche hier zur Topologiefindung Verwendung findet. Weiterhin wird ein heuristisches Verfahren zur Optimierung von Tragwerken behandelt, welches auf der Evolutionsstrategie beruht. Die veränderliche Höhe von Stäben (Vouten) wird theoretisch behandelt und zur Optimierung von Tragwerken im Rahmen der Evolutionsstrategie verwendet.

Lehrinhalte

  • Isogeometrische Analyse
  • Einführung und Grundlagen
  • Umsetzung in FEM Programmen
  • Vor- und Nachteile des Verfahrens
  • Phasenfeldmethode
  • Allen-Cahn und Cahn-Hilliard Probleme
  • Topologiefindung mittels Phasen
  • Evolutionsstrategie zur Optimierung von Tragwerken
  • Stäbe veränderlicher Höhe (Vouten) zur Optimierung des Tragwerks

Die numerische Umsetzung der Theorie erfolgt mit dem Programm MATLAB. Die Übungen finden im Rechnerpool der Fakultät Architektur und Bauingenieurwesen (August-Schmidt-Str. 8, Raum 335) statt.

Begleitendes Material

Die Vorlesungsunterlagen werden im Moodle-Arbeitsraum BMSD-EMS zur Verfügung gestellt.

Hinweise zur Vorlesung

Die Übungen zur Vorlesung werden nach Absprache im Hörsaal oder im Computerpool stattfinden.

Studiengang

Die Veranstaltung richtet sich an Studierende der Masterstudiengänge Bauingenieurwesen, Maschinenbau, Technomathematik, Computational Mechanics sowie weiterer vergleichbarer Studiengänge der UAR Universitäten.

Die Anzahl der anrechenbaren Kredits richtet sich nach dem Aufwand des individuellen Studienprogramms.

Prüfungsangelegenheiten: WPF- Handbuch Master Bauingenieurwesen, <4 09 23> (Erweiterte Methoden der Strukturmechanik)