Minisymposium

MS12: Modelle für neue Werkstoffe

  • Prof. Dr.-Ing. Sven Klinkel (Lehrstuhl für Baustatik und Baudynamik, Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, Aachen, Deutschland)
  • Prof. Dr.-Ing. habil. Marcus Rutner (Institut für Metall- und Verbundbau, Technische Universität Hamburg, Hamburg, Deutschland)


MS12-1: Modelle für neue Werkstoffe (Ganzes Minisymposium anzeigen)

Montag, 4. März 2024; 14:00 - 15:20 Uhr in H 1.01 (Audimax I)

14:00
Computational modeling of fiber orientation during 3D-concrete-printing
Koussay Daadouch (Ruhr-Universität Bochum), Janis Reinold (Ruhr-Universität Bochum), Vladislav Gudžulić (Ruhr-Universität Bochum), Günther Meschke (Ruhr-Universität Bochum)


Kurzfassung:
Fiber orientation in 3D printing of fiber-reinforced concrete is simulated using the Folgar-Tucker model integrated into the Particle Finite Element Method. Parametric studies elucidate how printing process parameters affect the development of shear stresses that determine fiber alignment during the printing process.

Vollständigen Beitrag anzeigen

14:20
Herausforderungen bei der Entwicklung von Werkstoff- und Strukturmodellen für additiv gefertigte Betonbauteile
Yuri Petryna (Technische Universität Berlin), Theresa Glotz (Technische Universität Berlin), Christoph Wolf (Technische Universität Berlin)


Kurzfassung:
Additive Fertigung mit Beton ist eine vielversprechende Herstellungstechnologie im Bauwesen. Die Tragwerksplanung setzt allerdings rechnerische Nachweise und Baunormen voraus, die heute noch nicht zur Verfügung stehen. Dieser Beitrag adressiert einige typische Herausforderungen für die Entwicklung von entsprechenden Werkstoff- und Tragwerksmodellen, darunter die Anisotropie des Werkstoffs, die Textilbewehrung und das Verbundverhalten.

Vollständigen Beitrag anzeigen

14:40
Basaltbewehrung in Aussenbauteilen
Lars Rölle (Mayer-Vorfelder und Dinkelacker Ingenieurgesellschaft für Bauwesen GmbH & CO KG), Jan Schütt (Mayer-Vorfelder und Dinkelacker Ingenieurgesellschaft für Bauwesen GmbH und Co KG), Frank Schaller (C-CON)


Kurzfassung:
Ressourcenschonendes Bauen wird immer wichtiger und dies erfordert neue effiziente Materialen im Bausektor zu etablieren. Basalt, ein weltweit häufig vorkommender Naturstein eignet sich hervorragend, um mineralische Faserverbundbewehrung herzustellen. Im Vergleich zu Carbon- und Glasfasern haben Basaltfasern einen deutlich niedrigeren Energieverbrauch in der Herstellung und die Zugfestigkeit ist, wie bei Carbon, 6-mal höher als bei Betonstahl.


15:00
Aktueller Überblick bei der Verwendung von nichtmetallischer Bewehrung im Neubau und beim Bauen im Bestand
Alexander Schumann (CARBOCON GMBH), Maximilian May (CARBOCON GMBH), Tilo Senckpiel-Peters (Johne & Groß GmbH)


Kurzfassung:
Nichtmetallische Bewehrungen (u. a. Carbon, Glas oder Basalt) finden heutzutage vermehrt Einsatz in der Baubranche. Sowohl für Neubauteile als auch für den Erhalt von Bauwerken können nichtmetallische Bewehrungen zur Reduzierung der endlichen Ressourcen im Bauwesen bzw. zum Erhalt unserer Bausubstanz beitragen. Im Zuge des Beitrags wird das Potential der neuen Bauweise aufgezeigt und Hintergründe zur Berechnung und Bemessung für die jeweiligen Bereich

Vollständigen Beitrag anzeigen




MS12-2: Modelle für neue Werkstoffe (Ganzes Minisymposium anzeigen)

Montag, 4. März 2024; 15:50 - 16:50 Uhr in H 1.01 (Audimax I)

15:50
Daten-basierte Materialmodellierung und Simulation von Holztragwerken mit künstlichen neuronalen Netzen
Patrick Weber (Karlsruher Institut für Technologie), Werner Wagner (Karlsruher Institut für Technologie), Steffen Freitag (Karlsruher Institut für Technologie)


Kurzfassung:
Auf Basis biaxial und quer zur Faser beanspruchter Fichtenholzscheiben wird ein künstliches neuronales Netz (KNN) trainiert. Dieses fungiert bei FE-Berechnungen als Materialmodell. Die Qualität des KNN-Materialmodells wird durch physikalische Nebenbedingungen verbessert. Ein Bogenträger im ebenen Spannungszustand dient als Beispiel. Ferner werden die Datenaufbereitung sowie das Steifigkeitsverhalten des KNN-Materialmodells untersucht.

Vollständigen Beitrag anzeigen

16:10
Datenbasierte Parameteridentifikation und Modellierung von superelastischen Formgedächtnislegierungen
Okyay Altay (RWTH Aachen), Niklas Lenzen (RWTH Aachen)


Kurzfassung:
Superelastische Formgedächtnislegierungen gewinnen wegen ihrer einzigartigen Eigenschaften zunehmend an Bedeutung. Insbesondere können sie große Dehnungen ohne verbleibende Verformungen realisieren. In diesem Beitrag werden künstliche neuronale Netze eingesetzt, um Materialparameter aus zyklischen Versuchen zu identifizieren. Des Weiteren werden Operatornetzwerke (DeepONets) verwendet, um die Martensitbildung und Spannungsantwort zu modellieren.

Vollständigen Beitrag anzeigen

16:30
Nanostrukturierte metallische Multilayer zur signifikanten Steigerung der Ermüdungsfestigkeit – eine neue Schweißnahtnachbehandlung
Jakob Brunow (WKC Hamburg GmbH), Niclas Spalek (Technische Universität Hamburg), Fawad Mohammadi (Jörss-Blunck-Ordemann GmbH), Marcus Rutner (Technische Universität Hamburg)


Kurzfassung:
Die Schweißnahtnachbehandlung einer Stumpfnaht mit nanostrukturierten metallischen Multilayern (NMM) erreicht einen Kerbfall 190 mit einer Steigung 6, damit eine Vervielfachung der ursprünglichen Lebensdauer. NMM ist eine Cu/Ni-Beschichtung, die durch Elektrodeposition lokal auf Schweißnaht und Schweißnahtübergang aufgebracht wird. Überlegungen zu den Wirkmechanismen werden diskutiert.

Vollständigen Beitrag anzeigen