Material Modelling and Simulation Methods (MMSM)

Ziel dieser Subarea ist die Untersuchung von Strukturen wie BSH und BSP anhand von Modellen, unter Durchführung multipler Simulationsreihen, basierend auf der Zusammenführung eines, für praktische Anwendungen aufbereiteten nicht linearen Materialmodells, mit statistischen Verteilungsmodellen der physikalischen Parametern und Beschreibung deren Beziehungen untereinander.

Der erste Teilbereich beschäftigt sich mit der Implementierung eines speziell an die Eigenschaften von Holz angepassten Materialmodells in ein FE-Softwarepaket. Materialroutinen, die etwa für Stahl (isotrop - anisotrop), Beton oder geologische Materialien bereits bestehen, fehlen zum Rohstoff Holz in führenden FE-Programmen wie ABAQUS. Dieses Defizit auszugleichen, ist Ziel dieses ersten Teilbereiches.

Inhalt des zweiten Teilbereiches ist die Untersuchung der statistischen Beschreibbarkeit von mechanischen Kenngrößen und deren Beziehungen untereinander. Hierbei gilt es statistische Verteilungsmodelle, deren Parameter sowie statistische Beziehungsmodelle auf ihre Anwendbarkeit zu untersuchen und Tendenzen zur verallgemeinerten Beschreibbarkeit festzulegen. Aufbauend auf Daten der Literatur und den Erkenntnissen aus den vorgenommenen Analysen gilt es ein Referenzelement als Basis für weitere Modellierungen hinsichtlich seiner Dimension und der zugewiesenen Eigenschaften zu beschreiben. Durch das Zusammenführen der beiden vorher genannten Teilbereiche und Aufbau von virtuellen Strukturen - stochastische finite Elemente (SFE) - ist einerseits das damit gewonnene Gesamtmodell durch Sensitivitätsanalysen zu validieren, sowie andererseits Studien an Strukturen wie BSH und BSP durchzuführen. Zu untersuchen gilt es Kennwerte von Steifigkeiten und Festigkeiten, sowie Faktoren wie ksys, ksize und klam.