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Über die Professur

Die Kernkompetenz der Professur für Technische Mechanik - Festkörpermechanik (Prof. B. Kiefer, Ph.D.), Institut für Mechanik und Fluiddynamik (IMFD) an der TU Bergakademie Freiberg (TUBAF) liegt in der Etablierung neuartiger Methoden und Simulationswerkzeuge für die Modellierung des komplexen Verhaltens moderner technischer Werkstoffe und Strukturen sowie in deren Einsatz in technologischen Anwendungen. Ein zentraler Fokus liegt dabei auf der Erfassung des Einflusses von multiskalen, multiphysikalischen, inelastischen und versagensfördernden Phänomenen. Ziel ist es, numerische Werkzeuge mit hoher Vorhersagegenauigkeit, Robustheit und Effizienz zu entwickeln, die sogar das numerische Testen (virtuelle Labore, digitale Zwillinge) von Materialien und Anwendungen ermöglichen, die noch nicht in der Realität existieren. In diesem Zusammenhang trägt unser Team dazu bei, den Stand der Technik in der numerischen Mechanik voranzutreiben. Diese Ansätze umfassen klassische Ansätze, Methoden in Zusammenhang mit künstlicher Intelligenz (KI) (maschinelles Lernen, Physik-informierte KI) sowie hybride Modelle. Die Arbeitsgruppe verfügt über langjährige Erfahrung in der Anwendung solcher Methoden zur Unterstützung des technologischen Fortschritts in der Industrie, z. B. durch gemeinsame, vom Bund finanzierte Forschungsprojekte. Beispiele hierfür sind die Unterstützung bei der Festlegung neuer Standards für die bruchmechanische Bewertung von Strukturkomponenten unter dem Einfluss von Spannungsmehrachsigkeit, die Vorhersage des thermomechanischen Ermüdungsversagens von Turbolader-Heißteilen und die Unterstützung bei der Entwicklung einer neuen Generation von Hochtemperatur-Elektrolysegeräten zur Produktion von grünem Wasserstoff.

Anfahrt

Institut für Mechanik und Fluiddynamik
Lampadiusstr. 4
09599 Freiberg

+49 3731 39-2465
sekretariat [at] imfd [dot] tu-freiberg [dot] de (sekretariat[at]imfd[dot]tu-freiberg[dot]de)

Publikationen

Studentische Arbeiten

Forschungs- und Industrieprojekte

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Illustration zur FE²-Methode
MonolithFE2
MonolithFE² ist eine Open-Source-Toolbox für die FE²-Multiskalensimulation in Abaqus. Sie implementiert die hocheffizienten monolithischen Algorithmen, unterstützt aber auch den konventionellen gestaffelten Algorithmus.
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Vergleich experimentell gemessener und simulierter Kraft-Verschiebungskurven
Nichtlokales GTN-Modell
Ein schädigungsmechanisches Modell zur Beschreibung des Versagensverhaltens von diversen Materialien. Hervorzuheben ist die Regularisierung des Modells, um die pathologische Netzabhängigkeit zu verhindern.