Computer-Simulationen des Werkstoffverhaltens nehmen in der Materialwissenschaft einen immer breiteren Raum ein. Diese Vorlesung stellt die verschiedenen numerischen Simulationsverfahren vor:
Nach einer kurzen Einführung in die Methode der Finiten Elemente sollen vor allem Material-Nichtlinearitäten und ihre Modellierung behandelt werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Erläuterung der zugrundeliegenden Prinzipien und ihrer praktischen Anwendung in kommerziellen FE-Programmen.
Zu den weiteren behandelten Methoden zählen zelluläre Automaten, Monte-CarloMethoden, Versetzungssimulationen, Molekulardynamik-Methoden und die Berechnung von Phasendiagrammen.
Vorkenntnisse: Werkstoffkunde
Vorkenntnisse in numerischen Methoden sind nicht erforderlich.
In dieser Veranstaltung lernen die Studierenden die Finite-Element-Methode durch Computerübungen kennen. Die Grundlagen der FiniteElement-Methode werden in Vorlesungsblöcken theoretisch aufgearbeitet. Schwerpunkt ist dabei die Praxisnähe, d. h., es werden einfache, aber realistische Beispiele diskutiert. Auf diese Weise erhalten die Studierenden einen Einblick in die Möglichkeiten der Methode der Finiten Elemente und lernen die wichtigsten Probleme und Schwierigkeiten kennen, die bei realen Berechnungen auftreten.
Wegen der großen Zahl an Anmeldungen wird die Veranstaltung auf jeden Fall Online über die Courseware angeboten. Die entsprechenden Inhalte werden in der zweiten Vorlesungswoche freigeschaltet.
Evtl. (je nach Farbe der Lehrampel) gibt es eine Präsenzveranstaltung im Juni/Juli für einen begrenzten Kreis an TeilnerhmerInnen. Informationen hierzu erhalten Sie im StudIP, wenn Sie für die Vorlesung angemeldet sind.
Ähnlich wie in der Technik werden auch in der Natur zahlreiche verschiedene Konstruktionswerkstoffe eingesetzt. In dieser Vorlesung werden in der Natur vorkommende Materialien diskutiert, wie beispielsweise Knochen, Zähne, Sehnen, Schalen, Federn, Haare und Spinnenseide. Es wird untersucht, wie die häufig sehr komplizierte Mikrostruktur dieser Materialien ihre mechanischen Eigenschaften (wie Steifigkeit, Festigkeit oder Bruchzähigkeit) bestimmt. Welche Eigenschaften dabei im Vordergrund stehen, ist durch die Art der Belastung festgelegt, die von der Biologie der Lebewesen beeinflusst wird. Es wird deshalb auch auf die Mechanik der Lebewesen eingegangen.
Schließlich wird auch der Einsatz von künstlichen Materialien im Bereich der Medizintechnik im Rahmen der Vorlesung diskutiert.
Die Vorlesung richtet sich primär an Studierende des Maschinenbaus und der Materialwissenschaften mit Interesse an biologischen und medizintechnischen Fragestellungen. Sie kann aber auch für Hörerinnen und Hörer anderer Fachbereiche von Interesse sein.
Grundkenntnisse im Bereich der Werkstoffkunde und Mechanik werden innerhalb der Vorlesung vorausgesetzt. Für Hörerinnen und Hörer anderer Fachbereiche kann bei Bedarf eine Veranstaltung zum Wissensangleich angeboten werden.
Als Funktionswerkstoffe werden alle Materialien bezeichnet, die nicht als Konstruktionswerkstoffe auf Grund ihres mechanischen Verhaltens, sondern wegen ihrer sonstigen Eigenschaften eingesetzt werden. Dazu gehören Materialien der Elektrotechnik, wie Leiter, Halbleiter, Supraleiter und magnetische Materialien, optische Materialien wie Gläser, aber auch als Aktoren oder Sensoren eingesetzte Werkstoffe wie Formgedächtnislegierungen oder piezoelektrische Materialien. In dieser Vorlesung sollen die wichtigsten Klassen der Funktionswerkstoffe an Beispielen diskutiert und die Prinzipien ihrer Funktionsweise untersucht werden. Die dazu notwendigen Kenntnisse der Festkörperphysik werden während der Vorlesung eingeführt.
Im WS 2023/24 findet die Vorlesung wieder in Präsenz statt; die Videos aus dem letzten Wintersemester werden im StudIP zusätzlich zur Verfügung gestellt, falls Sie nicht in Präsenz teilnehmen können.
In dieser Veranstaltung lernen die Studierenden die Finite-Element-Methode durch Computerübungen kennen. Die Grundlagen der Finite-Element-Methode werden in Vorlesungsblöcken theoretisch aufgearbeitet. Schwerpunkt ist dabei die Praxisnähe, d. h., es werden einfache, aber realistische Beispiele diskutiert. Auf diese Weise erhalten die Studierenden einen Einblick in die Möglichkeiten der Methode der Finiten Elemente und lernen die wichtigsten Probleme und Schwierigkeiten kennen, die bei realen Berechnungen auftreten.
Die Veranstaltung findet im WS 23/24 voraussichtlich online statt, da sich diese Form bewährt hat. Je nach Nachfrage kann es zusätzlich Präsenztermine oder einen Präsenz-Workshop geben. Bitte melden Sie sich im StudIP an, dann erhalten Sie weitere Informationen.
Zur Teilnahme benötigen Sie einen eigenen PC mit Windows 7/Windows 10/Windows 11
Wie hält man einen guten Seminarvortrag? Worauf muss man bei der Gestaltung von Folien und Präsentationen achten? Welche Fehler gilt es beim Schreiben von wissenschaftlichen Texten zu vermeiden? In diesem Workshop sollen diese Fragen erläutert und diskutiert werden. Dabei wechseln sich theoretische Erläuterungen und praktische Übungen ab, so dass die vermittelten Informationen gleich in die Praxis umgesetzt werden können.
Bitte melden Sie sich zunächst per StudIP an; je nach Zahl der Anmeldungen wird dann ein Termin für die Veranstaltung (3 Tage Blockveranstaltung) festgelegt.
