Institut für Mechanik

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                  Institut für Mechanik  Universität Karlsruhe     JAHRESBERICHT 2001         Postadresse:      Telefon: Institut für Mechanik     Sekretariat 0721-608-2071 Universität Karlsruhe     Prof. Dr. K. Schweizerhof 0721-608-2070 Kaiserstr. 12      Prof. Dr. P. Vielsack 0721-608-3714 76128 Karlsruhe     Fax  0721-608-7990      E-mail Mechanik@bau-verm.uni-karlsruhe.de  WWW http://www.uni-karlsruhe.de/~mechanik  INHALTSVERZEICHNIS  1 Organisation und Personal 1.1 Gliederung des Instituts 1.2 Wissenschaftliche Mitarbeiter 1.3 VT-Personal 1.4 Sekretariat 1.5 Studentische Hilfskräfte 1.6 Tutoren  2 Lehre und Studium 2.1 Lehrveranstaltungen 2.2 Prüfungen 2.3 Vertieferarbeiten, Diplomarbeiten 2.4 Promotionen  3 Forschung 3.1 Grundlagenforschung 3.2 Publikationen 3.3 Wissenschaftliche Vorträge 3.4 Mitherausgeber und Gutachter wiss. Publikationen  4 Aktivitäten in Organisationen von Lehre und Forschung 4.1 Universitäre Selbstverwaltung 4.2 Aktive Mitarbeit bei nationalen und internationalen Organisationen 4.3 Mitgliedschaft bei wissenschaftlichen Vereinigungen  5 Tagungen und Kontakte  5.1 Tagungsveranstaltungen  5.2 Auslandsbeziehungen 5.3 Industriekooperationen  6 Öffentlichkeitsarbeit     21.  Organisation und Personal  1.1 Gliederung des Institutes     Kollegiale Institutsleitung     o.Prof. Dr.-Ing. Karl Schweizerhof        Prof. Dr.-Ing.habil. Peter Vielsack          Lehrkörper     Prof. Dr.-Ing. K. Schweizerhof     Prof. Dr.-Ing. P. Vielsack     Dr.-Ing. H. Schmieg     Interne Forschungsabteilungen     Labor für elektronisches Rechnen     Labor für experimentelle Mechanik   1.2 Wissenschaftliche Mitarbeiter      Dr.-Ing. H. Schmieg, Akad. Oberrat     Dipl.-Ing. J. Bitzenbauer  Dipl.-Ing. E. Ewert  Dipl.-Ing. B. Göttlicher Dipl.-Ing. M. Harnau  Dipl.-Ing. S. Kizio (ab 15.8.01) Dipl.-Ing. I. Müller (ab 1.9.01) Dipl.-Ing. J. Neumann Q. Rong, MSc    1.3 VT-Personal  W. Wendler, Feinmechanikermeister Dipl.-Inf. K. Neidhardt (halbtags)   1.4 Sekretariat  R. Krikis (halbtags)     P. Polletin (halbtags)       3   1.6 Studentische Hilfskräfte  cand.-ing. F. Beyer   cand.-ing. A. Disch   cand.-ing. S. Hampel cand.-ing. M. Haßler cand.-ing. A. Hübner cand.-ing. B. Kensche cand.-ing. A. Kramer cand.-ing. P. Lequime cand.-ing. K. Linnemann cand.-ing. C. Roßkamp cand.-ing. S. Rues cand.-ing. R. Sauer cand.-ing. S. Schmeer cand.-ing. C. Shen cand.-ing. S. Stahlschmidt   cand.-ing. M. Wiest    1.7 Tutoren  cand.-ing. D. Bernhart cand.-ing. C. Braun cand.-ing. M. Dewald cand.-ing. G. Gebhardt cand.-ing.  I. Horst cand.-ing. A. Hübner cand.-ing. S. Mattern cand.-ing. C. Rasche cand.-ing. J. Schmidt      42. Lehre und Studium    2.1 Lehrveranstaltungen  Die Lehrveranstaltungen des Instituts für Mechanik werden primär für den Studiengang Bauingenieurwesen angeboten. Im Grundstudium sind sie außerdem Pflicht für Gewerbelehrer Bau und wählbar für Geologen und Technomathematiker. Eine Vorlesung ist Wahlpflicht für den Studiengang Geodäsie.      Lehrveranstaltung im Dozent V * Ü * Sem. PrüfungGrundstudium, Pflicht       Technische Mechanik I WS Schweizerhof 3 2 1.  P, K Technische  Mechanik II SS Schweizerhof 4 2 2. P, K Technische Mechanik III WS Vielsack 2 2 3. P        Vertiefung, Pflicht       Baudynamik WS Vielsack 2 0 5. S Technische Mechanik IV SS Vielsack 2 1 6. P, K           Vertiefung, Wahlpflicht       Finite Elemente I WS Schweizerhof 2 2 5./7. P Finite Elemente II SS Schweizerhof 2 2 8. P Plastizitätstheorie SS Schweizerhof 2 2 8. P Gültigkeitsgrenzen von Modellen der Festigkeitslehre WS Vielsack 2 - 8. P Stabilitätstheorie in der Struk-turmechanik SS Vielsack 2 - 7. P Kreiseltheorie für Geodäten SS Vielsack 2 - 6. P, S  Seminar für Mechanik WS SS Schweizerhof, Vielsack 2 - 6./7.         Vertiefung, Wahl       Meßtechnisches Praktikum für Bauwerksschwingungen WS Schmieg - 10 5. S   * Angabe der Semesterwochenstunden  P=Prüfung, K=Klausur, S=Schein      5   2.2 Prüfungen  In TM I, II und TM IV besteht die Möglichkeit der Teilnahme an einer studienbegleitenden Klausur, die bei erfolgreichem Abschluß als Prüfung gewertet wird.   Zahl der Teilnehmer  F 01 H 01 Klausur TM I 80 --- Klausur TM II --- 64 Prüfung TM (I,II,III) 138 55 Prüfung TM IV 6 45 Kolloquium Baudynamik 38       2.3 Vertieferarbeiten/Diplomarbeiten      Vertieferarbeiten  Bilfinger-Berger Preis 2001 für die beste Vertieferarbeit: Carsten Roßkamp: Numerische und experimentelle Untersuchungen zum Einsatz von Reibelementen zur Schwingungsdämpfung bei Rahmenstrukturen (Betreuer: Vielsack, Schmieg)    Sebastian Schmeer: Finite-Element Untersuchung zur Abschirmung von Schienenfahrwegen durch federgelagerte Gleistragplatten (Betreuer: Vielsack, Harnau)  Roger Sauer: Schwingungsbasierende Identifikation von Delaminationen ei-nes geschichteten Balkens auf der Basis eines Starrrkörpermodells (Betreuer: Vielsack)  Thomas Thiele: Untersuchung von Tilgern mit Reibung zur Schwingungs-dämpfung bei Rahmenstrukturen (Betreuer: Vielsack, Schmieg)  Benjamin Kensche: Die p-Version der Finiten Elemente für 2D Kontinua (Be-treuer: Schweizerhof, Neumann)  Marc Haßler: Untersuchung von Strukturen aus anisotropen Materialien zur Nutzung in der Biomechanik (Betreuer: Schweizerhof,  Lenz,  Harnau)  Sebastian Stahlschmidt: Untersuchungen zum Beulen eines durch Axiallast und Außendruck belasteten Zylinders mit Hilfe transienter Finite Elemente Be-rechnungen (Betreuer: Schweizerhof, Ewert)  Roland Hassert: Dämpfung von gekoppelten Biege- und Torsionsschwingun-gen eines einstöckigen Rahmens mittels Reibung (Betreuer: Vielsack, Schmieg )  Gunther Blankenhorn: Untersuchung nichtlinearer Stoffmodelle für Mauerwerk und Einbau in das FE Programm ANSYS (Betreuer: Schweizerhof, Ewert )   6 Diplomarbeiten  Mathias Müller: Numerische Untersuchungen zur Reduktion von Spannungskonzentrationen an einspringenden Ecken elastischer Platten (Betreuer: Vielsack, Göttlicher)      2.4 Promotionen    K. Schweizerhof     Hauptreferat  Torsten Hesse: (Korreferent: Prof. Wriggers, Universität Hannover) Adaptive Finite-Element-Methoden zur Analyse von Flächentragwerken mit nicht-linearem Verhalten, Universität Karlsruhe, Juli 2001         Korreferat  U. Häusler-Combe: (Habilitationsschrift) (Hauptreferent: Prof. Dr.-Ing. J.Eibl, Korreferent Prof. K. Willam), Elementfreie Galerkin - Verfahren, Grundlagen und Einsatzmöglichkeiten zur Berechnung von Stahlbetontragwerken, Univer-sität Karlsruhe, Januar 2001  Astrid Maute: (Hauptreferent Prof. Dr.-Ing. E. Ramm)  Adaptive Finite-Element-Methoden in der Strukturdynamik, Universität Stuttgart, Februar 2001  Marc Huisman: (Hauptreferent Prof. M. Maier) Experimental and Numerical In-vestigations for the prediction of the crashworthiness of layered quasi-isotropic thermoplastic composites (TPCs), Universität Kaiserslautern, Mai 2001  F.-J. Barthold: (Habilitationsschrift) (Korreferenten: Prof. Dr.-Ing. P. Wriggers, Hannover, Prof. Dr.rer.nat. H. Antes, Braunschweig)  Zur Kontinuums-mecha-nik inverser Geometrieprobleme, TU Braunschweig,  Fachbereich Bauinge-nieurwesen, Juli 2001  Dieter Imbsweiler, Universität Kaiserslautern/Daimler Benz: (Hauptreferent Prof. M. Maier) Zum Einsatz und der Simulation von SMC bei Crashbelastung, Universität Kaiserslautern, Oktober 2001    P. Vielsack  Korreferat  B. Dittmar (Hauptreferent Prof. Dr. W. Wedig):  Zeitkontinuierliche, nichtlineare Simulation von Mehrfachstößen, 2001   D. Reusch (Hauptreferent Prof. Dr. F. Gehbauer): Modellierung, Parameter-abschätzung und automatische Regelung mit Erschütterungsbegrenzung für das langsame Vibrationsrammen, 2001   7    3. Forschung   3.1 Grundlagenforschung    „Erstellung eines realistischen dreidimensionalen Finite Element Modells vom atrophierten menschlichen Unter- und Oberkiefer und Berechnung der Spannungsverteilung im Knochen bei Belastung über unterschiedliche Implantatverteilungen“ DFG Schw 307/8-1, Schw 307/8-2 Bearbeitung: K. Schweizerhof, J. Lenz, Q. Rong  „Mehrskalenberechnungen bei halbporösen Schaumstoffen unter Berücksich-tigung großer Deformationen“ DFG Schw 397/11-1, Schw 397/11-2  Gemeinschaftsprojekt Schaumstoffe:  Universität Stuttgart, Universität Karlsruhe und Technische Universität Darm-stadt Bearbeitung: K. Schweizerhof, J. Bitzenbauer  „Schwingungsgestützte Identifikation von Delaminationen“ DFG Schw 307/12-1 Bearbeitung: P. Vielsack, I. Müller  „Weiterentwicklung und Nutzung von Schalenelementen für Großdeformati-onsprobleme bei starken Zwängungen“ DFG Schw 307/13-1 Bearbeitung: K. Schweizerhof, M. Harnau     3.2 Publikationen  J. Lenz, M. Thies und K. Schweizerhof: Thermal stresses in ceramometallic crowns: firing in layers, vom "teamwork international" zur Veröffentlichung an-genommen.  M. Harnau, K. Schweizerhof: Solid-Shell Elemente mit quadratischen Ansät-zen für große Deformationen, ZAMM, 81 Supplement 2, S 393-394, 2001.  B. Göttlicher,  K. Schweizerhof: Kopplung starrer und flexibler FE-Strukturbe-reiche für dynamische Probleme,  ZAMM, 81 Supplement 2, S 393-394, 2001.  Q. Rong, J. Lenz, C. Freischläger, K.  Schweizerhof, H.J.  Schindler, D. Riedi-ger:  Knochenmodellation um ein Unterkiefer-Implantat unter Berücksichtigung der Revaskularisation und Resorption, ZAMM, 81 Supplement 2, S 393-394, 2001.   8R. Hauptmann, M. Harnau, S. Doll, K. Schweizerhof:  'Solid-Shell' Elements with Linear and Quadratic Shape Functions at  Large Deformations with Nearly Incompressible Materials, Computers & Structures, March 2001  M. Thies, J.  Lenz. und K. Schweizerhof: Kopplung von Experiment und Nu-merik: Wärmespannungen in metallkeramischen Zahnkronen, Infoplaner 1/2001, CADFEM GmbH.  K. Schweizerhof, W. Schmid, T. Münz and J. Hallquist: Strategies for Robust and Efficient Spotweld Modelling in Crashworthiness Simulations, 7th US Nat. Congress on Computational Mechanics 2001 (USNCCM01), Dearborn, Michi-gan.  K. Schweizerhof, T. Münz:  Assessment of Numerical Methods for the Analy-sis of Composite Shell Structures in Crashworthiness Situations, EPSVN (Eu-ropean Passive Safety Network) Workshop on Composite Material Modeling, Kaiserslautern, February 2001.  K. Schweizerhof, J. Neumann and J. Riccius: Adaptive Analysis of Plate and  Shell Structures Under Transient Loading,  In ''Error Controlled Adaptive Finite Element Methods'', E. Stein (ed.) ,J.Wiley & Sons,  2001.  T. Rumpel, K. Schweizerhof: Volume dependent pressure loading and large deformation finite element analysis of structures, In "Trends in computational structural mechanics", W. Wall, K. Bletzinger, K. Schweizerhof (eds.), CIMNE, Barcelona, Spain, 2001.  W. Rust, K. Schweizerhof: Finite element limit load analysis of thin-walled structures by ANSYS (implicit), LS-DYNA (explicit) and in combination, In Proceedindings 3rd Conf. on "Thin walled structures", Elsevier Science Publ., Krakow, Poland, 2001.   K. Schweizerhof, T. Rottner,  P. Vielsack: Sensitivity Analysis of Imperfect Axially Loaded Cylindrical Shells, Proc. EUROMECH 424 Colloquium, 'Buckling Predicitions of Imperfection-Sensitive Shells'',  Kerkrade, Nether-lands, 2001.  Q. Rong, J. Lenz, K. Schweizerhof, H. Schindler, D. Riediger: FE-Simulation of Bone Modeling around a Dental Implant Considering Revascularisation and Resorption, Biomech. Conf., Zürich, Juni 2001.  J. Neumann and K. Schweizerhof: On the Accuracy of Local quantities in Ad-aptive Analysis of Plate and Shell Structures under Transient Loading , Proc. ECCM European Conf. on Computational Mechanics, Krakow, 2001.  K. Schweizerhof: On Current State-of-the-Art Crashworthiness Analysis with LS-DYNA, Proc. ECCM European Conf. on Computational Mechanics, Kra-kow, 2001.  K. Schweizerhof, W. Schmid and H. Klamser: Improved Spotweld Simulation with LS-DYNA - Numerical Simulation and Comparison to Experiments, Proc. 3rd European LS-DYNA Conf., Paris, 2001.  B. Göttlicher, K. Schweizerhof: Untersuchung der Bewegung von FE- und Starrkörperstrukturen in Zentralkraftfeldern mit der 'Energy-Momentum' Me-thode, S. Diebels /Hrsg.: Zur Beschreibung komplexen Materialverhaltens -  9Beiträge anlässlich des 50. Geburtstags von Herrn Prof. Dr.-Ing. Wolfgang  Ehlers, Bericht aus dem Institut für Mechanik Nr. II-7, Stuttgart, Germany, 2001.  G. Schmit-Gönner, K. Schweizerhof: Akkreditierung von Studiengängen,  VDI Jahrbuch 2001, VDI Verlag, Juli 2001  K. Schweizerhof, K. Weimar, B. Maker, B. Hochholdinger: Implicit and Explicit Time Integration with LS-DYNA - a Discussion/Features, Proc. 19.  CADFEM Users Meeting, Potsdam, CADFEM GmbH, Grafing, Germany,  2001  P. Vielsack  Stick-slip instability of decelerative sliding, Int. Journ. Non-Linear Mechanics 36 (2001), 237-247    Engleder, T., Vielsack, P.: The Influence of Regularization Methods on the Integration of Stick-Slip Motion, ZAMM81 (2000), Suppl. 2, S187-188       Schmieg, H., Vielsack, P.: Selbsterregte Reibschwingungen bei konstant verzögertem Vortrieb am Beispiel einer Scheibenbremse, ZAMM81 (2000), Suppl. 1, S69-70  Th. Engleder, P. Vielsack, K. Schweizerhof: Regularization of Non-smooth Vibrations due to Friction and Impacts, Computational Mechanics (accepted for publication), Dez. 2001.  P. Vielsack, A. Hartung: Friction force characteristic in a Pendulum with Coulomb Friction and a non-constant normal force, ZAMM 81 (2001) 6, 431-432  A. Hartung, H. Schmieg, P. Vielsack: Passive vibration absorber with dry friction, Arch. Appl. Mech. 71 (2001), 463-472  P. Vielsack: A vibro-impacting model for the detection of delamination, Journ. Sound and Vibration (accepted for publication)  H. Schmieg, P. Vielsack: Experimental investigation on the transmission of shear forces in sheet pile interlocks, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering (accepted for publication)        3.4 Wissenschaftliche Vorträge    K. Schweizerhof: Sensitivitätsanalysen zur Beurteilung des Stabilitätsverhal-tens von dünnwandigen Strukturen,  Seminar für Mechanik, Ruhr-Universität Bochum, Bochum, Jan. 2001.  K. Schweizerhof: Assessment of Numerical Methods for the Analysis of Com-posite Shell Structures in Crashworthiness Situations, EPSVN (European Passive Safety Network) Workshop on Composite Material Modeling, Kai-serslautern, February 2001.  10 K. Schweizerhof:  Volume dependent pressure loading and large deformation finite element analysis of structures  In "Trends in computational structural mechanics", International Conf.,  Schloß Hofen, Bregenz, May 2001.  K. Schweizerhof: Improved Spotweld Simulation with LS-DYNA - Numerical Simulation and Comparison to Experiments, 3rd European LS-DYNA Conf., Paris, June 2001  K. Schweizerhof:  On the Accuracy of Local quantities in Adaptive Analysis of Plate and Shell Structures under Transient Loading , ECCM European Conf. on Computational Mechanics, Krakow, June 2001  K. Schweizerhof: On Current State-of-the-Art Crashworthiness Analysis with LS-DYNA,  ECCM European Conf. on Computational Mechanics, Krakow, June 2001  K. Schweizerhof: Sensitivity Analysis of Imperfect Axially Loaded Cylindrical Shells, EUROMECH Colloquium 424, Buckling Predicitions of Imperfection Sensitive Shells, Kerkrade, September 2001.  K. Schweizerhof: Implicit and Explicit Time Integration with LS-DYNA - a Discussion/Features, CADFEM User Conf., Potsdam, Oct. 2001.      3.5 Mitherausgeber und Gutachter wiss. Publikationen     K. Schweizerhof Engineering Structures (Editorial Board, Gutachter) Structural Eng. Review (Gutachter) Engineering Computations (Gutachter) Engineering Mechanics (Gutachter) Computers & Structures (Gutachter) Int. J. Solids and Structures (Gutachter) Int.J. Num. Meth. Eng. (Gutachter)      P. Vielsack Int.Journ.Nonlin.Mech. (Gutachter)   Int.Journ.Sound and Vibration (Gutachter)    114.  Aktivitäten in Organisationen von Lehre und Forschung    4.1 Universitäre Selbstverwaltung  K. Schweizerhof  Mitglied des Fakultätsrates und des erweiterten Fakultätsrates Mitglied verschiedener Berufungskommissionen  Mitglied des Vorstands des Instituts für Wissenschaftliches Rechnen und Mathematische Modellbildung Vorsitzender des Auswahlausschusses der Fritz-Peter-Müller-Stiftung   P. Vielsack  Mitglied des erweiterten Fakultätsrates Vorsitzender der Vorprüfungskommission Mitglied verschiedener Berufungskommissionen    4.2 Aktive Mitarbeit bei nationalen und internationalen Organisationen   K. Schweizerhof  Vorsitzender des Fakultätentages Bauingenieur- und Vermessungswesen Mitglied des Lenkungsauschusses für das Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS) Mitglied des Fachausschusses Bauingenieur- und Vermessungswesen in der Akkreditierungsagentur für Studiengänge der Ingenieurwissenschaften und der Informatik (ASII) e.V. Leiter des Arbeitskreises (Fakultätentag) „Künftige Entwicklungen“ Vertrauensdozent der Studienstiftung des Deutschen Volkes Gutachter für Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)     4.3  Mitglied bei wissenschaftlichen Vereinigungen  K. Schweizerhof  GAMM-Mitglied GACM-Mitglied (German Association of Comput.Mechanics) EUROMECH-Mitglied Mitglied  im  Forschungsverbund  „Wissenschaftliches   Rechnen in  Baden- Württemberg“ (WIR)   P. Vielsack  GAMM- Mitglied  5.  Tagungen und Kontakte  12  5.1 Tagungsveranstaltungen  Südwestdeutsches Mechanik-Kolloquium am 17.Nov. 2001     5.2 Auslandsbeziehungen  P. Vielsack: Vorlesungen über Technische Mechanik an der Techn. Universität Budapest, Ungarn, 1.10.-5.10.2001    5.3 Industriekooperationen  P. Vielsack: MTU Aero Engines GmbH, München (Dr. A. Hartung) „Reib-dämpfung von Turbinenschaufeln“  P. Vielsack: GERB Schwingungsisolierungen GmbH & Co. KG, Berlin (Dr. H. Kammerer) „Abschirmung von Schienenwegen durch Gleistragplatten“     6.  Öffentlichkeitsarbeit  P. Vielsack,  Vortrag: Festigkeitshypothesen oder „Warum fallen Bauwerke nicht ein?“ anlässlich „Uni für Einsteiger“, Informationstag für Schülerinnen und Schüler (23. Mai 2001)  P. Vielsack, Vortrag: „Einstürzende Neubauten“ anlässlich der Orientierungs-phase für Erstsemester (13. Okt. 2001)  P. Vielsack, H. Schmieg: Workshop „Schwingungen im Bauwesen“ 2 x 2h Führung durch das Schwingungslabor des Instituts mit Videoführungen und Experimenten anlässlich des „Schülerinnen-Technik-Tages“ der Universität Karlsruhe (16. Nov. 2001)      13

Jahresbericht 2001. Institut für Mechanik, Universität Karlsruhe [Institutsbericht]

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