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Modulnummer:
| 31306
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| Modultitel: | Nichtlineare Struktur- und Kontinuumsmechanik |
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Non-linear Structural and Continuum Mechanics
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| Einrichtung: |
Fakultät 3 - Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme
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| Verantwortlich: | -
apl. Prof. Dr.-Ing. habil. Beirow, Bernd
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| Lehr- und Prüfungssprache: | Deutsch |
| Dauer: | 1 Semester |
| Angebotsturnus: |
jedes Sommersemester
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| Leistungspunkte: |
6
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| Lernziele: | Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls beherrschen die Studierenden die erweiterten Grundlagen der geometrisch und physikalisch nichtlinearen Kontinuumsmechanik sowie deren Anwendung auf Fragenstellungen der Strukturmechanik. Mit dieser Basis sind sie in der Lage, eigenständig entsprechende Aufgaben mit einer adäquaten theoretischen Beschreibung zu lösen. Die Studierenden erwerben vertiefte Kenntnisse, unter welchen Voraussetzungen und Vereinfachungen sich die Standartverfahren der Strukturmechanik aus der nichtlinearen Theorie ableiten lassen und entwickeln somit ein Verständnis der Anwendungsgrenzen vereinfachter Darstellungen. Weiterhin werden sie in die Lage versetzt, eigenständig geeignete Modelle zu entwickeln und diese mit geeigneten numerischen Verfahren zu untersuchen. |
| Inhalte: | Einführung, Begriffe, Motivation, Wiederholung der Tensoralgebra und –analysis, Nichtlineare Deformationskinematik (Lagrangesche u. Eulersche Betrachtungsweise, Deformations-, Verschiebungs-, Geschwindigkeitsgradient, polare Zerlegung, Green-Lagrange-, Almansi-, Hencky-Verzerrungstensoren, Deformations-, Rotations-, Verzerrungsgeschwindigkeitstensoren, ...), Spannungsmaße und kinetische Größen (1. und 2. Piola-Kirchhoff-Spannungstensoren, ...), Bilanzgleichungen (allgemeine Feldformulierung, Masse, Impuls, Drehimpuls, mechanische Energiebilanz, 1. und 2. Hauptsatz, ...), Material- bzw. Stoffgesetze (allgemeine Sätze, Objektivität, Symmetrien, Hyperelastizität: Ogden, Mooney-Rivlin, Neo-Hooke, Saint-Venant Kirchhoff, ...) FE-Beispiele zur Berechnung von Gummi mit großen Verformungen, ... |
| Empfohlene Voraussetzungen: | Kenntnisse:
- Modul 13042 "Einführung in die Finite-Elemente-Methode"
- Modul 13043 "Strukturmechanik"
- Grundlagen in Technischer Mechanik und Mathematik
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| Zwingende Voraussetzungen: | keine |
| Lehrformen und Arbeitsumfang: | -
Vorlesung
/ 2 SWS
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Übung
/ 2 SWS
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Selbststudium
/ 120 Stunden
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| Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise: | - Manuskript zur Vorlesung und Übungsblätter
- Holzapfel: Nonlinear Solid Mechanics, ISBN 471-82319-8
- Belytschko, Wang, Moran: Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures, ISBN 471-98774-3
- Wriggers: Nichtlineare Finite-Element-Methoden, ISBN 354067747X
- Altenbach J., Altenbach H.: Einführung in die Kontinuumsmechanik, Teubner, ISBN 3-519-03096-996-9
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| Modulprüfung: | Voraussetzung + Modulabschlussprüfung (MAP) |
| Prüfungsleistung/en für Modulprüfung: | Voraussetzung für die Modulabschlussprüfung:
- Es werden Hausaufgaben (Anzahl N) ausgegeben. Von den Hausaufgaben sind N-1 abzugeben. Eine Hausaufgabe gilt als bestanden, wenn mind. 60% der zu erzielenden Punkte erreicht wurden.
Modulabschlussprüfung:
- Klausur, 120 min. ODER
- mündliche Prüfung, 30 min.
Die jeweilige Prüfungsform wird zu Beginn der Vorlesungen bekannt gegeben. |
| Bewertung der Modulprüfung: | Prüfungsleistung - benotet |
| Teilnehmerbeschränkung: | keine |
| Zuordnung zu Studiengängen: | -
Master (universitär) /
Leichtbau und Werkstofftechnologie /
PO 2023
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Master - Duales Studium, praxisintegrierend /
Leichtbau und Werkstofftechnologie - dual /
PO 2023
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Abschluss im Ausland /
Maschinenbau /
keine PO
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Bachelor (universitär) /
Maschinenbau /
PO 2006
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Bachelor (universitär) /
Maschinenbau /
PO 2021
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Master (universitär) /
Maschinenbau /
PO 2006
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Master (universitär) /
Maschinenbau /
PO 2023
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Master (universitär) - verringerte Fachsemester /
Maschinenbau /
PO 2023
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Bachelor (universitär) - Duales Studium, ausbildungsintegrierend /
Maschinenbau - dual /
PO 2021
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Bachelor (universitär) - Duales Studium, praxisintegrierend /
Maschinenbau - dual /
PO 2021
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Master - Duales Studium, praxisintegrierend /
Maschinenbau - dual /
PO 2023
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| Bemerkungen: | Die Inhalte des Moduls richten sich an Studierende in einem Masterstudiengang. Bei Vorliegen der empfohlenen Voraussetzungen ist das Modul auch für Studierende in einem Bachelorstudiengang geeignet. |
| Veranstaltungen zum Modul: | - Nichtlineare Struktur- und Kontinuumsmechanik (Vorlesung)
- Nichtlineare Struktur- und Kontinuumsmechanik (Übung)
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| Veranstaltungen im aktuellen Semester: | |
