IFAM: Materialverhalten beschreiben – Virtuelle Experimente im Hörsaal und am Schreibtisch

 

Das Berechnen von tragenden Bauteilen und Strukturen erfordern ein hohes Verständnis für das zunehmend komplexe, nichtlineare Verhalten technischer Baustoffe und Materialien. Die Materialmodellierung stellt daher einen wesentlichen Aspekt im Ingenieurstudium dar.

Dabei zeichnet sich immer wieder das Problem ab, dass die mathematischen Werkzeuge, die für das Aufstellen und Auswerten selbst relativ einfacher Materialmodelle notwendig sind, viele Studierenden zunächst überfordern. Der Fokus der Lehrveranstaltungen liegt daher in vielen Fällen allein auf der Lösung des zugrunde liegenden mathematischen Problems. Häufig bleibt dabei das grundlegende Verständnis für das Verhalten des realen Materials sowie des beschreibenden Modells hinter dem Erlernen des reinen Rechenablaufs zurück.

Eine alternative Vorgehensweise können am Computer durchgeführte virtuelle Experimente liefern, die in der Forschung im Bereich der Materialmodellierung bereits vielfach Anwendung finden. Das Potenzial von solchen virtuellen Experimenten zur Anwendung in der Lehre wird aber bisher nicht ausgeschöpft. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts soll deshalb ein numerisches Werkzeug entwickelt werden, mit dessen Hilfe die Studierenden sowohl innerhalb der Lehrveranstaltungen als auch eigenständig am Schreibtisch virtuelle Experimente am Computer durchführen können.