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