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Modul: Kontinuumsmechanik heterogener Festkörper [bauiM1S32-KONTIMECH]‌

Verantwortliche: T. Seelig

Studiengang: Bauingenieurwesen (M.Sc.)

Fach: Studienschwerpunkt "Konstruktiver Ingenieurbau" (SP 1)

Qualifikationsziele

Ziel der Vorlesung "Kontinuumsmechanik" ist es, mit den allgemeinen Konzepten (Kinematik der Deformation, Bi- lanzgleichungen, Materialmodelle) einer mathematisch-mechanischen Beschreibung des Verhaltens kontinuierli- cher Medien vertraut zu machen. Die Anwendung auf ingenieurwissenschaftliche Probleme wird anhand von Bei- spielen und Fragestellungen aus dem Bereich der Festkörpermechanik illustriert.

Die Vorlesung "Mechanik heterogener Festkörper" behandelt Zusammenhänge zwischen makroskopischen Ma- terialeigenschaften (z.B. auf Bauteilebene) und der feinskaligen Mikrostruktur eines jeden realen Werkstoffs. Die erarbeiteten Methoden ermöglichen sowohl ein vertieftes Verständnis klassischer Werkstoffe als auch das gezielte Design neuer Komposit-Materialien mit optimierten Eigenschaften.

Erfolgskontrolle, gemäß SPO Bauingenieurwesen (M.Sc.)

Bildung der Modulnote

Modulnote ist Note der Prüfung

Bedingungen

Dieses Modul darf nicht zusammen mit dem Modul Grundlagen numerischer Modellierung [bauiM5P4- NUMGRUND] gewählt werden.

Empfehlungen

keine

Lehrveranstaltungen im Modul

Nr. Lehrveranstaltung LV-Typ SWS Sem. Lehrveranstaltungs- verantwortliche

6215702 Kontinuumsmechanik V 2 W M. Franke, C. Hesch 6215805 Mechanik heterogener Festkörper V 2 S I. Schmidt

Arbeitsaufwand

Präsenzzeit (1 SWS = 1 Std. x 15 Wo.):

Vorlesung, Übung: 60 Std.

Selbststudium:

Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung: 120 Std. Summe: 180 Std.

Inhalt

Kontinuumsmechanik:

• Linear-elastische Wellenausbreitung

• Elemente der Bruchmechanik

• Ausblick auf inelastisches Materialverhalten (Plastizität, Viskoelastizität)

• Linear-elastische Wellenausbreitung (d’Alembert’sche Lösung, zeitharmonische Wellen, Kompressions- und Scherwellen, Oberflächenwellen)

Bauingenieurwesen (M.Sc.)

Modulhandbuch mit Stand 27.09.2016 92

4 MODULE 4.1 Module Studienschwerpunkt 1: Konstruktiver Ingenieurbau

• Elemente der Bruchmechanik

• Ausblick auf inelastisches Materialverhalten (Plastizität, Viskoelastizität) Mechanik heterogener Festkörper:

• Repräsentatives Volumenelement, Mittelungen, effektive Materialeigenschaften

• analytische Grundlösungen mikromechanischer Randwertprobleme

• Entwicklung von Näherungsmethoden (z.B. Selbstkonsistenz-Methode)

• Energiemethoden und Schranken (z.B. Hashin-Shtrikman-Variationsprinzip)

• Anwendungen zur Homogenisierung mehrphasiger, poröser oder durch verteilt vorliegende Mikrorisse ge- schädigter Materialien

• elastisch-plastische Komposite

Anmerkungen

Literatur Kontinuumsmechanik:

Becker, E., Bürger, W.: Kontinuumsmechanik. Teubner, 1975

Bonet, J., Wood, R.D.: Nonlinear continuum mechanics for finite element analysis. Cambridge, 1997 Doghri, I.: Mechanics of Deformable Solids. Springer, 2000

Fung, Y.C.: Foundations of Solid Mechanics. Prentice Hall, 1965

Malvern, L.: Introduction to the Mechanics of a Continuous Medium. Prentice Hall, 1969 Parisch, H.: Festkörper-Kontinuumsmechanik. Teubner, 2003

Literatur Mechanik heterogener Festkörper:

Aboudi, J.: Mechanics of Composite Materials - A Unified Micromechanical Approach, Elsevier, 1991 Christensen, R.M.: Mechanics of Composite Materials, Wiley, 1979

Mura, T.: Micromechanics of Defects in Solids, Martinus Nijhoff Publishers, 1982

Nemat-Nasser, S., Hori, M.: Micromechanics - Overall Properties of Heterogeneous Materials, North-Holland, 1993 Gross, D., Seelig, Th.: Bruchmechanik - Mit einer Einführung in die Mikromechanik, Springer, 2011

Bauingenieurwesen (M.Sc.)

Modulhandbuch mit Stand 27.09.2016 93

4 MODULE 4.1 Module Studienschwerpunkt 1: Konstruktiver Ingenieurbau

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