Forschung - Statik und Dynamik

Forschungsthemen

Übergeordnetes Ziel der Professur ist es, einen Beitrag zu leisten, um die (Rest-)Nutzungsdauer von Strukturen deutlich zu erhöhen. Um dies zu erreichen, konzentriert sich die Professur auf folgende Themengebiete:

Beschreibung des Materialverhaltens,

denn nur dadurch ist eine wirklichkeitsnahe Ermittlung des Strukturverhaltens möglich. Hierzu werden Materialmodelle auf der sogenannten Mikro- und Mesoebene insbesondere für dynamische Beanspruchungen (weiter-)entwickelt.

Beschreibung des Strukturverhaltens,

welche es auf der Makroebene einerseits ermöglicht, Verstärkungsmaßnahmen zu initiieren, und anderseits eine Abschätzung erlaubt, welche Bauteile einer besonderen Verstärkung bedürfen.

Prognose der (Rest-)Nutzungsdauer von Strukturen

unter Berücksichtigung der Schädigungsentwicklung. Hierfür ist zum einen die (Weiter-)Entwicklung von Schädigungsmodellen erforderlich und zum anderen die Anpassung der (Rest-)Nutzungsdauer an den jeweiligen Schädigungsfortschritt unter Berücksichtigung etwaiger Verstärkungsmaßnahmen.

Zur Bearbeitung dieser Themen bedarf es darüber hinaus methodischer Arbeiten beispielsweise auf den Gebieten Skalenübergang, Modellreduktion oder Energiedissipation z.B. beim Bewehrungsauszug. Hierbei werden an der Professur sowohl analytische, numerische und experimentelle Ansätze beschritten. Einen besonderen Schwerpunkt bildet dabei die Einbeziehung sogenannter modellfreier Verfahren.

Sprechen Sie uns gern an, wenn Sie an weiteren Informationen interessiert sind!

Aktuelle Forschungsprojekte

DFG: Forschungsgruppe 3022 (DFG FOR 3022) „Ultrasonic Monitoring of Fibre Metal Laminates Using Integrated Sensors“

2. Förderperiode (Sprecher: Prof. Weber)
Projektlaufzeit: 01.04.2023-31.03.2026
Teilprojekt 3: „Effect of inhomogeneities due to large-scale production and damage on wave propagation“
weitere Teilprojektbeteiligte: Prof. Hühne (TU Braunschweig), Dr’in Rauter (HSU)

1. Förderperiode (Sprecher: Prof. Sinapius, TU Braunschweig)
Projektlaufzeit: 01.04.2020-31.03.2023
Teilprojekt 3: Model-based damage analysis
weitere Teilprojektbeteiligte: Prof. Lammering (HSU), Prof. Lorenz (TU Braunschweig), Dr’in Rauter (HSU)
siehe auch <https://www.tu-braunschweig.de/ima/research/forschungsgruppe-3022>

dtec.bw: „KIBIDZ – Intelligente Brandgefahrenanalyse für Gebäude und Schutz der Rettungskräfte durch Künstliche Intelligenz und Digitale Brandgebäudezwillinge“ (Sprecher: Prof. Weber)
Projektlaufzeit 1. Förderperiode: 01.01.2021-31.12.2024
Projektlaufzeit 2. Förderperiode: 01.01.2025-31.12.2026
weitere Projektbeteiligte: Prof. Breuer (HSU), Prof. Niggemann (HSU)
siehe auch <https://dtecbw.de/home/forschung/hsu/projekt-kibidz>

dtec.bw: „SHM – Digitalisierung von Infrastrukturbauwerken zur Bauwerksüberwachung: Structural Health Monitoring“
Teilprojekt 2: Numerische Modellierung des Bauwerkszustands, Festlegung der Anzahl und Position der Sensoren, Value of Information
Projektlaufzeit 1. Förderperiode: 01.01.2021-31.12.2024
weitere Teilprojektbeteiligte: Prof. Lammering (HSU), Dr’in Rauter (HSU), Prof’in Welker (HSU)
Projektlaufzeit 2. Förderperiode: 01.01.2025-31.12.2026
weitere Teilprojektbeteiligte: Dr’in Rauter (HSU), Prof’in Welker (HSU)
siehe auch <https://dtecbw.de/home/forschung/hsu/projekt-shm>

HSU-interne Förderung: „Permeable Wellenbrecher zum Schutz von Infrastruktur, baulichen Anlagen und Gütern“ (Sprecher: Prof. Weber), Projektlaufzeit: 3 Jahre
weitere Projektbeteiligte: Prof. Ebigbo (HSU), Prof. Gündel (HSU), Prof. Henke (HSU), Prof’in Keßler(HSU), Prof. Nguyen (HSU), Prof. Oertel (HSU)

Herausgeberschaften (ab einschl. 2017)

Oesterle, B., Bögle, A., Weber, W. & Striefler, L. (Hrsg.): Baustatik – Baupraxis 15. Berichte der
Fachtagung. Tagungsband zur 15. Fachkonferenz Baustatik – Baupraxis, 04.03.-05.03.2024, Technische
Universität Hamburg, ISBN: 978-3-00-077808-7, Umfang: 758 Seiten.

Buchbeiträge (ab einschl. 2017)

Weber, W., Kandekar, C.S., Rottmann, M.G., Breuer, M., Palani, A., Niggemann, O. & Liebert, A.: Increasing the safety of rescue workers in fire events by merging fire simulations, structural models, and artificial intelligence. In: Schulz, D. et al. (Hrsg.): dtec.bw-Beiträge der Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg (Band 1): 209-215 (2022), DOI: 10.24405/14553.

Weber, W., Rauter, N., Lammering, R. & Welker, K.: Räumliche Auflösung des Schadenszustandes aus mechanischer und mathematischer Sicht. In: Schulz, D. et al. (Hrsg.): dtec.bw-Beiträge der Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg (Band 1): 281-286 (2022), DOI: 10.24405/14565.

Zeitschriftenbeiträge (ab einschl. 2017)

2024

Daneshian, B., Gärtner, F., Assadi, H., Höche, D., Klassen, T. & Weber, W.E.: Influence of Binding Energies on Required Process Conditions in Aerosol Deposition. Journal of Thermal Spray Technology (2024), DOI: 10.1007/s11666-024-01842-z.

Rottmann, M., Mangalath, C. & Weber, W.E.: Optimising structural health monitoring systems: A 2D numerical investigation on impedance matching for FML with integrated sensors. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 24(2): e202400069 (2024), DOI: 10.1002/pamm.202400069.

Kandekar, C., Ravikumar, A., Höche, D. & Weber, W.E.: Mastering the complex time-scale interaction during Stress Corrosion Cracking phenomena through an advanced coupling scheme. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 428: 117101 (2024). DOI: 10.1016/j.cma.2024.117101.

Suchan, T., Kandekar, C., Weber, W.E. & Welker, K.: Crack propagation in anisotropic brittle materials: From a phase-field model to a shape optimization approach. Engineering Fracture Mechanics 303: 110065 (2024). DOI: 10.1016/j.engfracmech.2024.110065.

Diasso, A. & Weber, W.E.: Herausforderungen und erste Ergebnisse bei der Optimierung permeabler Wellenbrecher zum Schutz von baulichen Anlagen. In: Oesterle, B.; Bögle, A. Weber, W. & Striefler, L. (Hrsg.): Baustatik – Baupraxis 15, S. 259-266 (2024).

Rottmann, M., Roloff, T., Rauter, N., Rittmeier, L., Sinapius, M. & Weber, W.E.: A numerical study on planar gradient acoustic impedance matching for guided ultrasonic wave detection. Journal of Vibration and Control 30(3-4): 697-710 (2024). DOI: 10.1177/10775463221149764.

2023

Palani, A., Kandekar, C., Breuer, M. & Weber, W.E.: Toward coupled fire-structure simulations for forecasting smoke leakage in case of concrete structures under fire. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 23(3): e202300250 (2023), DOI: 10.1002/pamm.202300250.

Truhar, N. & Weber, W.E.: A numerical approach for determining the optimal position of a single damper for damping a distinct eigenfrequency of multi-body systems. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 23(4): e202300050 (2023), DOI: 10.1002/pamm.202300050.

Rottmann, M. & Weber, W.E.: An approach for improving SHM systems with GUW detection and embedded sensors by a planar gradient acoustic impedance matching. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 23(3): e202300236 (2023), DOI: 10.1002/pamm.202300236.

Daneshian, B., Gärtner, F., Weber, W.E., Assadi, H. & Klassen, T.: The impact of binding energies on the necessary conditions in aerosol deposition. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 23(3): e202300275 (2023), DOI: 10.1002/pamm.202300275.

Rauter, N. & Weber, W.E.: On the influence of the probabilistic microstructural characteristics of glass fiber-reinforced composites on the wave propagation in GLARE. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 23(1): e202200132 (2023), DOI: 10.1002/pamm.202200132.

Kandekar, C., Ravikumar, A., Höche, D. & Weber, W.E.: A partitioned computational framework for damage evolution in stress corrosion cracking utilizing phase-field. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 22(1): e202200211 (2023), DOI: 10.1002/pamm.202200211.

Suchan, T., Welker, K. & Wollner, W.: A new shape optimization approach for fracture propagation. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 22(1): e202200124 (2023), DOI: 10.1002/pamm.202200124.

Suchan, T., Koopas, R.N., Rauter, N. & Welker, K.: Tracking of fracture-state displacement data generated by cohesive zone modeling using shape optimization. Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 22(1): e202200284 (2023), DOI: 10.1002/pamm.202200284.

2022

Muster, Max (2042):Beispielpublikation unter besonderer Berücksichtigung von publikationswissenschaftlichen Beispielen. In: Proceedings of the 1st International Workshop of Examples, S. 23-42

Liebert, A., Weber, W., Reif, S., Zimmering, B. & Niggemann, O.: Anomaly Detection with Autoencoders as a Tool for Detecting Sensor Malfunctions. In: 2022 IEEE 5th International Conference on Industrial Cyber-Physical Systems (ICPS): 01-08 (2022), DOI: 10.1109/ICPS51978.2022.9816908.

Shariati, M., Weber, W.E. & Höche, D.: Parallel simulation of the POISSON-NERNST-PLANCK corrosion model with an algebraic flux correction method. In: Finite Elements in Analysis and Design 206: 103734 (2022), DOI: 10.1016/j.finel.2022.103734.

Reuter, U., Jayaram, A., Rezkalla, M. & Weber, W.: A novel approach for automatic detection of linear and nonlinear dependencies between data by means of autoencoders. In: Neurocomputing 471: 285-295 (2022), DOI: 10.1016/j.neucom.2021.10.079.

2021

Daneshian, B., Gaertner, F., Weber, W., Klassen, T. Assadi, H. & Höche, D.: Molecular Dynamics Simulations of Titanium Dioxide as Model System for Size Effects in Aerosol Deposition. In: Proceedings from the International Thermal Spray Conference: 354-359 (2021), DOI: 10.31399/asm.cp.itsc2021p0354.

Höche, D., Weber, W.E., Gazenbiller, E., Gavris, S., Hort, N. & Dieringa, H.: Novel Magnesium based materials: Are they reliable drone construction materials? A Mini Review. In: Frontiers in Materials: Structural Materials 8:120 (2021), DOI: 10.3389/fmats.2021.575530.

Müller, P.C. & Weber, W.E.: Modal Analysis and Insights into Damping Phenomena of a Special Vibration Chain. In: Archive of Applied Mechanics 91(5): 2179-2187 (2021), DOI: 10.1007/s00419-020-01876-z.

Daneshian, B., Gärtner, F., Assadi, H., Höche, D., Weber, W. & Klassen, T.: Size Effects of Brittle Particles in Aerosol Deposition – Molecular Dynamics Simulation. In: Journal of Thermal Spray Technology 30(3): 503-522 (2021), DOI: 10.1007/s11666-020-01149-9.

Zimmermann, E. & Weber, W.E.: Influence of the correlation lengths on the continuous mode conversion. In: Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 20(1): e202000245 (2021), DOI: 10.1002/pamm.202000245.

2020

Shariati, M., Weber, W.E., Bohlen, J., Kurz, G., Letzig, D. & Höche, D.: Enabling intelligent Mg-sheet processing utilizing efficient machine-learning algorithm. In: Materials Science and Engineering: A 794:139846 (2020), DOI: 10.1016/j.msea.2020.139846.

2018

Weber, W.E. & Zastrau, B.W.: Model order reduction of Mikota’s vibration chain including damping effects by means of proper orthogonal decomposition. In: Journal of Theoretical and Applied Mechanics 56(2):511-521 (2018), DOI: 10.15632/jtam-pl.56.2.511.

Weber, W.E., Müller, P.C. & Anders, B.: The remarkable structure of the mode shapes and eigenforces of a special multibody oscillator. In: Archive of Applied Mechanics 88(4):563-571 (2018), DOI: 10.1007/s00419-017-1327-9.

Tamsen, E., Weber, W. & Balzani, D.: First Steps Towards the Direct Micro‐Macro Simulation of Reinforced Concrete Under Impact Loading. In: Proceedings of Applied Mathematics and Mechanics 18(1):e201800181 (2018), DOI: 10.1002/pamm.201800181.

2017

Weber, W.E. & Reuter, U.: Fuzzy modeling of wave-shielding under consideration of cost-effectiveness for an efficient reduction of uncertainty. In: Advances in Engineering Software 109:53-61 (2017), DOI: 10.1016/j.advengsoft.2017.03.005.

Weber, W.E. & Manolis, G.D.: Dynamic behaviour of rigid inclusions with circumferential damage embedded in an elastic matrix. In: Archive of Applied Mechanics 87(7):1095-1104 (2017), DOI: 10.1007/s00419-017-1238-9.

Weber, W.E., Fangye, Y.F., Zastrau, B.W. & Balzani, D.: Ideas regarding a physically motivated selection of snapshots for POD calculations – a potential application to z‐pin pullout? In: Proceedings of Applied Mathematics and Mechanics 17(1):483-484 (2017), DOI: 10.1002/pamm.201710211.

HSU

Letzte Änderung: 2. Dezember 2024