| Beschreibung |
Qualifikationsziele: Die Studierenden lernen experimentelle and analytische Methoden für die Charakterisierung von Baustoffen auf verschiedenen Ebenen kennen. Zunächst definieren und beschreiben die Studierenden die Mehrphasigkeit und Mehrskaligkeit ausgewählter Baustoffe. In Praktikumsversuchen, die unter fachlicher Anleitung durchgeführt werden, untersuchen sie die mikromechanischen Eigenschaften von ausgewählten Baustoffen und lernen dabei zum Beispiel die Methode der Nanoindentation und die dynamisch-mechanische Analyse kennen. Anschließend erfahren die Studierenden, wie diese experimentellen Daten in analytischen Ansätzen für die computer-basierte Abbildung der mechanischen Eigenschaften verwendet werden. Die Studierenden erlernen die Implementierung einfacher semi-analytischer Mehrskalenmodelle in MATLAB. Zudem lernen sie die thermodynamische Modellierung mittels GEMS kennen. Am Ende der Veranstaltung sind die Studierenden in der Lage, elastische Eigenschaften von Zementsteinen vorherzusagen.
Lehrinhalte: Mehrphasige Darstellungen von Baustoffen, repräsentative Volumenelemente, mikromechanische Versuchsmethoden (Nanoindentation, dynamisch-mechanische Analyse), Einführung in die Kontinuumsmikromechanik, Homogenisierungsverfahren, thermodynamische Modellierung
Course aim: The students learn experimental and analytical methods to characterize building materials at different levels. The students start to define and describe the multiphase and multiscale nature of selected building materials. The students then conduct selected micromechanical experiments in practical tests under expert guidance and learn, for example, about the method of nanoindentation and dynamic-mechanical analysis. Students then learn how these experimental data are used in analytical approaches for computer-based modelling of mechanical properties. Students learn how to implement simple semi-analytical multiscale models in MATLAB. They also learn about thermodynamic modelling using GEMS. At the end of the course, students will be able to predict the elastic properties of hardened cement pastes.
Course content: Multiphase representations of building materials, representative volume elements, micromechanical test methods (nanoindentation, dynamic-mechanical analysis), introduction to continuum micromechanics, homogenisation methods, thermodynamic modeling
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| Literatur |
Dietmar Gross & Thomas Selig: Bruchmechanik. Mit einer Einführung in die Mikromechanik. 2016, 6. Auflage, Springer Vieweg
Ralf Bürgel, Hans Albert Richard, Andre Riemer: Werkstoffmechanik. Bauteile sicher beurteilen und Werkstoffe richtig einsetzen. 2014, 2. Auflage, Springer Vieweg
Emmanuel Gdoutos: Fracture Mechanics. An Introduction. 2020, 3. Auflage, Springer |
| Zielgruppe |
Studierende, die lernen möchten, wie die Brücke zwischen der experimentellen und der computerbasierten Welt gebaut werden kann.
Students who are interested in combining both experimental and computer-based approaches for materials research. |
