Ruhr-Universität Bochum

    Mechanik - Materialtheorie
    Gebäude IC Fachnr. 15
    Universitätsstraße 150
    44801 Bochum

    Telefon: +49 (02 34) 32 - 26025 Telefax: +49 (02 34) 32 - 14154 E-Mail: mechmat(at)rub.de



    Forschungsprojekte

    Forschungsschwerpunkte

    Die moderne Festkörpermechanik umfasst in einer groben Einteilung folgende Gebiete: Entwicklung effektiver Materialmodelle für unterschiedliche Werkstoffe, Entwicklung und Anwendung effektiver numerischer Methoden zur Lösung komplexer Probleme, Entwicklung von akkuraten Modellen für Bauteile und Strukturen und schließlich die experimentelle Verifikation der Modelle und Berechnungen sowie Versuche zur Bestimmung der Parameter der verwendeten Modelle. Der Lehrstuhl für Allgemeine Mechanik widmet sich anhand spezifischer Fragestellungen all diesen Bereichen. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Modellbildung und Simulation bei unterschiedlichen mechanischen Problemen, unabhängig davon, ob die konkrete Fragestellung nun aus dem Bereich des Bauingenieurwesens, des Maschinenbaus, oder gar aus anderen Bereichen wie zum Beispiel der Biomechanik kommt. Der Lehrstuhl betreibt sowohl Grundlagenforschung zur Theorie und Numerik der Festkörpermechanik, als auch Kooperationen mit Anwendern aus dem akademischen Bereich sowie der Industrie.

    Forschungsthemen

    Materialtheorie

    Anisotropie
    Entwicklung anisotroper Materialmodelle, insbesondere auf den Gebieten der Kristallplastizität, der Verbundwerkstoffe, der Biomaterialien unter Einbeziehung thermischer und viskoser Effekte sowie Schädigung.
    Mikrostrukturen
    Entwicklung von Modellen für Materialien mit Mikrostruktur, wie Verbundwerkstoffe, und Theoriebildung für Materialien, die in sich die Eigenschaft zur Ausbildung von Mikrostrukturen haben, z.B. durch Phasenumwandlungen.
    Parameteridentifikation
    Entwicklung von Methoden zur Parameteridentifikation in Materialmodellen aus experimentellen Daten.

    Numerische Methoden der Mechanik

    Adaptivität
    Entwicklung von adaptiven numerischen Methoden wie hp--adaptive Finite Elemente, Zeitadaptivität, Wavelet--Methoden.
    Zeitintegrationsalgorithmen
    Entwicklung von stabilen Zeitintegrationsalgorithmen höherer Ordnung für ratenabhängige Probleme.
    Symbolische Methoden
    Kopplung symbolischer Programme mit Finite Elemente Programmen zur effektiven und konsistenten Implementierung von komplexen Materialgesetzen.
    Optimierung
    Implementierung von Optimierungsalgorithmen zur Entwicklung von Verbundmaterialien mit optimalen Eigenschaften und zur Optimierung von Strukturen unter gegebenen Randbedingungen.
    Inverse Probleme
    Entwicklung numerischer Methoden zur Lösung inverser Probleme wie sie bei der Parameteridentifikation oder der Berechnung von Materialverteilungen in Körpern aus externen Messungen auftreten.

    Strukturmechanik

    Inelastische Bauteile
    Entwicklung von FE--Modellen für inelastische Schalen.
    Bauteile mit Mikrostruktur
    Entwicklung von FE--Modellen für Bauteile mit periodischer Mikrostruktur, z.B. perforierte Platten oder biologische Strukturen.
    Optimal Design
    Festigkeits- und Gewichtsoptimierung von Bauteilen.

    Beteiligung an lehrstuhlübergreifenden Forschungsprojekten


    Sonderforschungsbereich 837: Interaktionsmodelle für den maschinellen Tunnelbau

    2018-2022
    Teilprojekt C6: Balzani, Hackl; Multiscale Modeling, Simulation and Optimization of Cutting Tools Regarding their Tribological Behavior
    2014-2018
    Teilprojekt A2: Friederich, Nestorovic, Hackl; Development of Effective Concepts for Tunnel Reconnaissance using Acoustic Methods
    Teilprojekt C4: Hackl, Meschke; Simulation of Processes at the Cutting Wheel and in the Excavation Chamber
    2010-2014
    Teilprojekt A2: Friederich, Nestorovic, Hackl; Development of Effective Concepts for Tunnel Reconnaissance using Acoustic Methods
    Teilprojekt C4: Hackl, Meschke; Simulation of Processes at the Cutting Wheel and in the Excavation Chamber

    Forschergruppe 797: Analysis and computation of microstructure in finite plasticity

    2008-2015
    FOR 797: Klaus Hackl (Sprecher); Analysis and computation of microstructure in finite plasticity
    Teilprojekt P3: Hackl, Eggeler; Modeling and computation of time-continuous evolution of microstructures

    Sonderforschungsbereich 526: RHEOLOGIE DER ERDE

    2008-2011
    Teilprojekt B7: Chakraborty, Hackl; Rheological response of continental crust to thermal pulses related to magmatism and volcanism
    Teilprojekt D9: Le; Fragmentation analysis of rocks under seismic loading conditions
    Teilprojekt D13: Renner, Hackl; Diffusion processes at solid-solid-liquid interfaces
    Teilprojekt E4: Hackl, Renner; The evolution of microstructures in polycrystallin aggregates deforming at high temperature: Numerical modeling guided by experimental constraints.
    2005-2008
    Teilprojekt B7: Chakraborty, Hackl; Rheological response of continental crust to thermal pulses related to magmatism and volcanism
    Teilprojekt D8: Hackl, Maresch; Solution-precipitation creep - constitutive modelling and experimental confirmation
    Teilprojekt D9: Le; Fragmentation analysis of rocks under seismic loading conditions
    2002-2005
    Teilprojekt D8: Hackl; Modelling of granular flow accomodated by interphase material transport
    Teilprojekt D9: Le, Hackl; Modeling of crack growth in high strength mineral garnets under seismic loading conditions

    Sonderforschungsbereich 459: Formgedächtnistechnik

    2009-2011
    Teilprojekt A9: Hackl, Hoppe; Mikromechanik von Formgedächtnislegierungen
    Teilprojekt B12: Hoppe, Kastner, Hartmaier, Hackl; Simulation von Formgedächtnis-Bauteilen und Schlüsselexperimenten
    2006-2008
    Teilprojekt A9: Hackl, Hoppe; Mikromechanik von Formgedächtnislegierungen
    2003-2005
    Teilprojekt A8: Eggeler, Hackl, Somsen; Metallkundliche und mikromechanische Untersuchungen an NiTi-Einkristallen und Betrachtung von Gefügegradienten in NiTi-Werkstoffen
    Teilprojekt C8: Quandt, Ludwig, Winzek, Hackl; Herstellung, Charakterisierung und Modellierung dünner Formgedächtnisschichten

    Sonderforschungsbereich 398: Lebensdauerorientierte Entwurfskonzepte unter Schädigungs- und Detoriationsaspekten

    2005-2007
    Teilprojekt B8: Hackl; Mehrskalensimulation von Schädigungsprozessen
    2002-2004
    Teilprojekt B8: Hackl, Stumpf; Mehrskalensimulation von Schädigungsprozessen
    1999-2001
    Teilprojekt A7: Stumpf; Allgemeine thermodynamische Mikrostrukturmodelle von Kontinua mit Defekten zur Anwendung auf Lebensdaueranalysen von Ingenieurstrukturen