Modellierung und Simulation von Materialien im Großen und im Kleinen

11.02.2019 von 10:00 bis 11:00

Der Vortrag beleuchtet allgemein verständlich aktuelle Methoden und Trends in den Bereichen Materialmodellierung und -simulation. Ausgangspunkt ist ein geschichtlicher Überblick über erste mathematische Modelle, die die Elastizität von Materialien und Strukturen beschreiben. Anschließend werden in einfach zugänglicher Weise moderne Modellierungs- und Simulationstechniken beschrieben, die von heutigen Ingenieuren genutzt werden, um komplexe Produkte wie Automobile, Flugzeuge oder Gebäude zu entwickeln. Dabei wird ein besonderer Fokus auf aktuelle Herausforderungen bei der Modellierung der eingesetzen Materialien gelegt. Hierbei ist die Mikrostruktur, die beschreibt wie das Material im Inneren aufgebaut ist, entscheidend. So lässt sich zum Beispiel die Festigkeit von Kunststoffen erheblich steigern, indem man sie mit Carbonfasern zu einem Verbundmaterial mischt. Dieses neu gewonnene Material eignet sich etwa für die Herstellung von verbesserten Fahrradrahmen. Wenn man versteht, wie sich die Eigenschaften der miteinander vermischten Materialien auf das Verbundmaterial auswirken, so öffnen sich neue Perspektiven in der Produkt- und Materialentwicklung. So könnte man sich im oben genannten Beispiel etwa fragen, welchen Durchmesser die Carbonfasern optimalerweise haben sollten, um einen besonders leichten und gleichzeitig steifen Rahmen zu erhalten. Derartige Einflüsse zu verstehen und in die Entwicklung einfließen zu lassen ist nach wie vor eine der wesentlichen Herausforderung in Technik und Forschung. Entsprechende Ansätze sollen in dem Vortrag vorgestellt und beleuchtet werden.

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