P_2.2.3 sfem_mat

Materialien im tragenden Einsatz und einem damit verbundenen Spannungsfeld von Sicherheitsanforderungen und Wirtschaftlichkeit bedürfen zur umfassenden Kenntnis ihrer Leistungsfähigkeit des Wissens über ihre mechanische Wirkungsweise. Zudem ist die Einbindung der Stochastik als wesentlichste Größe bei Sicherheitsbetrachtungen vor allem bei Materialien mit stark streuenden Kenngrößen unerlässlich. Holz ist ein breit anwendbarer, natürlich gewachsener Leichtbaustoff mit erheblich streuenden Kenngrößen. Umso mehr bedarf Holz einer gesamtheitlichen Beschreibung hinsichtlich seiner Mechanik und hinsichtlich seiner Variabilität der Eigenschaften, seiner Stochastik.

Ziel dieses Projektes ist die Einbettung der Stochastik in die materiell nicht-lineare finite Elemente Methode zur Erweiterung auf eine stochastische FEM (SFEM). Die Projekte 2.2.1 MMSM und 2.2.2 MMSM und die darin erarbeiteten Modelle und Studien dienen als Bausteine für diese Zusammenführung welche in weiterer Folge für Studien von Strukturen Anwendung finden. So sind Analysen von stabförmigen und flächigen Bauteilen, unter Variation der Eingangsparameter und unter Überprüfung bestehender normativer Kennwerte vorgesehen, sowie erweiterte Detailstudien aufbauend auf den vorgehenden Projekten, angedacht. Somit ist die Berechung von Verformungen und insbesondere Tragfähigkeiten auf Basis von virtuell generierten Strukturen (wie BSH, BSP, KVH) aus virtuellen Elementen und Komponenten (wie Brettware, Brettabschnitte) bei gezielter Variation der Eingangsparameter (E-Module, Komponentenfestigkeiten, Rohdichte, Versagensmerkmal-klassifizierungen, Systemdefinitionen, etc.) durchführbar. Dies ermöglicht erstmals die relative Bewertung von Strukturen auf überwiegender Basis von Simulationen für vergleichende Aussagen der Tragfähigkeit dieser Strukturen. Damit ergeben sich umfassende Transferleistungsmöglichkeiten wie optimierte Produktentwicklungen wie BSH und BSP sowie optimierten Einschnitt und Analyse von auftretenden Schadensfällen, welche weiterführend in der Beschreibung des Subareas 2.2 MMSM dargestellt sind.