Vom Experiment zur Vorhersage des Bauteilverhaltens in der Festkörpermechanik

Moderne Computer-Programme zur Berechnung des Deformationsverhaltens von Bauteilen unter äußeren Belastungen bedingen physikalische Modelle. Diese sogenannten Materialmodelle liegen entweder für spezielle Materialien vor, oder sie müssen hierzu entwickelt werden. Die in den mathematischen Gleichungen auftretenden Parameter sind dann an spezielle Messungen anzupassen. Anschließend ist es möglich diese Materialmodelle in Berechnungsprogramme zu implementieren, um damit Vorhersagen komplexer Strukturen bzw. Bauteilen durchzuführen. Dieser Gesamtprozess erfordert Kenntnisse in der Durchführung von Experimenten, in der Konzeptbildung zur Entwicklung von Modellen, in der numerischen Umsetzung von meist gekoppelten partiellen Differentialgleichungen sowie in der Identifikation der in den Modellen auftretenden Materialparameter. Darüber hinaus sind Konzepte der Verifikation und Validierung der Berechnungen zu berücksichtigen und weiterzuentwickeln. Die gesamte Vorgehensweise liegt in vielen anderen Wissenschaftsgebieten vor. Hier konzentrieren wir uns auf Problemstellungen der Mechanik fester Körper.