Simulation von Strukturen aus Holz unter Berücksichtigung materieller und struktureller Inhomogenitäten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Kaliske
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 195530091

Der natürliche Werkstoff Holz weist besonders deutliche strukturelle und materielle Inhomogenitäten auf, die starken Einfluss auf das Verhalten der daraus gefertigten Bauteile und Strukturen haben. Als strukturelle Inhomogenitäten können Äste und sich verändernde Faserverläufe identifiziert werden. Bei Beanspruchungen über den elastischen Bereich hinaus bilden sich im Material spröde Risse und unter Druck duktile Versagensbereiche. Aufgrund verschiedener Einflussgrößen sind die Materialei-genschaften in Holz nicht deterministisch, sondern stark variabel, d.h. materiell inhomogen. Das For-schungsvorhaben hat die Bereitstellung einer realitätsnahen Finite-Elemente Modellierung für die Un-tersuchung von Strukturen aus Holz zum Ziel. Basierend auf bereits entwickelten deterministischen Ansätzen wird das Modell im Hinblick auf die strukturellen und materiellen Inhomogenitäten erweitert. Zur Modellierung der Datenunsicherheiten bieten sich Fuzzy-Variablen an. Die Modellbildung mündet in eine fuzzy Finite-Elemente Methode, die auf einem um die strukturellen Inhomogenitäten erweiterten deterministischen Modell aufbaut. Die Strukturanalysen werden ein umfassendes realitätsnahes Bild – über den idealisierten deterministischen Rahmen hinaus – liefern und nachgelagert die Möglichkeit der Optimierung bzw. des Designs robuster Strukturen bieten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen