Profil
Im Rahmen der Forschungstätigkeit des Fachgebiets Statik und Dynamik werden innovative Methoden zur Beurteilung von Tragfähigkeit und Gebrauchsfähigkeit von Tragwerken entwickelt und auf baupraktische Aufgabenstellungen angewendet. Hierbei ist ein besonderer Fokus auf die engstmögliche Verzahnung von Entwurf und Berechnung gesetzt. Weiteres Forschungsgebiet ist die effiziente und wirklichkeitsgetreue Modellierung von anwendungsrelevanten Materialien des Bauwesens.
Die Beurteilung des Tragverhaltens erfolgt wo möglich mit numerischen Methoden, und wo nötig mit einer Kombination aus Experimenten und Simulation. Für die experimentelle Forschung besitzt das Fachgebiet Statik und Dynamik zeitgemäße Mess- und Versuchstechnik. Ziel der Forschung sind grundlegende Erkenntnisse über die Anwendbarkeit innovativer und effizienter Berechnungsmethoden im Bereich der Tragwerksberechnung sowie der Materialmodellierung. Hierbei wird auch immer der Aspekt der Anwendbarkeit in der Baupraxis berücksichtigt.
Neben den baupraktisch relevanten Themen werden auch interdisziplinäre Forschungsprojekte mit Kooperationspartnern aus den Bereichen Mathematik und Mechanik durchgeführt. Auch hier sind die Themen vorwiegend anwendungsgetrieben, mit dem Ziel der effizienteren Lösung ingenieurwissenschaftlicher Problemstellungen.
Zur Festigung des Ansehens des Fachgebiets Statik und Dynamik der BTU Cottbus-Senftenberg werden die Forschungsergebnisse in renommierten internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht, sowie auf nationalen und internationalen Konferenzen einem breiten Fachpublikum präsentiert. Hierbei werden die wissenschaftlich Mitarbeitenden im Rahmen der Nachwuchsförderung frühzeitig eingebunden.
Schwerpunkte
Die Forschungstätigkeit des Fachgebiets Statik und Dynamik gliedert sich in folgende Schwerpunkte:
Grundlagenforschung im Bereich der isogeometrischen Analyse
- Grundidee: Verwendung einer einheitlichen Geometriebeschreibung für Entwurf und Berechnung, hier Non-Uniform Rational B-spline Kurven und Flächen (NURBS)
- Vorteil: engere Verzahnung zwischen Entwurf und Berechnung sowie überragende Genauigkeit durch Verwendung der exakten Geometrie
- Zusätzlich höhere Effizienz durch glattere Ansatzfunktionen
- Forschung auf dem Bereich der numerischen Integration für NURBS
Tragwerksanalyse mit innovativen isogeometrischen Formulierungen
- Schalen- und Balkenformulierungen für die isogeometrische Analyse
- Angepasste Konzepte für die Interpolation von Rotationen
- Verhinderung von Locking-Effekten
- Praxistaugliche und effiziente isogeometrische Formulierungen
Kopplung nicht-konformer Gebiete
- Kopplung von NURBS-Gebieten mit nicht-konformer Vernetzung
- Weiterentwicklung der Mortar-Methode
- Duale Basis-Funktionen für splines
Materialmodellierung
- Verwendung der Phasenfeldmethode zur realitätsnahen Simulation verschiedener Klassen von Werkstoffen
- Diskretisierung mit der Scaled-Boundary Finite-Element-Methode
Dynamische Untersuchung von Tragkonstruktionen
- Beurteilung von Tragstrukturen und Bauteilen mit Hilfe dynamischer Berechnungsmethoden
- Dynamische Bauwerksdiagnostik und experimentelle Untersuchungen