Wirbelablösung eines strömenden Fluids

Flanschbeulen

Das Fachgebiet Baustatik, Stahlbau, FEM beschäftigt sich mit Forschung und Lehre auf dem Gebiet der Statik und Dynamik von Stab- und Flächentragwerken sowie Kontinua. Hierfür sind häufig Simulationen notwendig, etwa um Nichtlinearitäten berücksichtigen zu können. Simulationen können sich mitunter nicht auf das eigentliche Tragwerk beschränken, sondern müssen auch Interaktionen mit der Umgebung berücksichtigen (beispielsweise Fluid-Struktur-Wechselwirkung, Boden-Bauwerks-Wechselwirkung, Thermo-mechanische Kopplung usw.).

Die gleichzeitige Wirkung unterschiedlicher Nichtlinearitäten, nämlich

  • physikalische Nichtlinearität (hier: Plastizieren)
  • geometrische Nichtlinearität (hier: „große“ Verschiebungen und „große“ Verdrehungen)
  • veränderliche Lagerungsbedingungen (hier: Kontakt)

lässt sich beispielhaft in nebenstehendem Video für ein „Stabtragwerk“ beobachten (es handelt sich um den Umformprozess einer Heftklammer):

 Stabtragwerk (Video)

Als wesentliche Aufgabe des Fachgebiets ist ferner die Weiterentwicklung der Vereinfachten Fließzonentheorie zu sehen, mit der insbesondere die Dehnschwingbreite und die progressive Deformation (Ratcheting) bei zyklischer elastisch-plastischer Beanspruchung auf vereinfachte Weise berechnet werden kann.