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Materials and Material Models

Materialmodelle der Kontinuumsmechanik und klassische Laminattheorie

TH Ingolstadt Hochschule Landshut
Strukturmechanik
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Strukturmechanik

Formulierung konstitutiver Gleichungen, Beschreibung nichtlinearer Materialmodelle und numerischer Einsatz in der FEM

Die Materialeigenschaften spielen eine wichtige Rolle in Ihrer FEM-Analyse. Wird das Materialverhalten nichtlinear, dann müssen Sie sich mit der Auswahl entsprechender Modelle und der Beschaffung der notwendigen Parameter beschäftigen. Im Weiterbildungsmodul lernen Sie ...

Weitere Informationen zum Produkt

Übersicht
Zielgruppe:
Anwender
Voraussetzungen:
Studienabschluss, Berufspraxis, Englischkenntnisse B2
Nutzen:
  • Materialkategorien beschreiben und Modellierungsansätze verstehen
  • Numerisch implementieren und gängige Lösungsalgorithmen anwenden
  • Laminattheorie: interlaminares Versagen und Schädigung bestimmen
  • Simulationswissen auf Masterniveau & Modulzeugnis mit ECTS-Punkten
Anwendungen:
Materialmodelle
Zielgruppe
Anwender
Voraussetzungen
Studienabschluss, Berufspraxis, Englischkenntnisse B2
Nutzen
  • Materialkategorien beschreiben und Modellierungsansätze verstehen
  • Numerisch implementieren und gängige Lösungsalgorithmen anwenden
  • Laminattheorie: interlaminares Versagen und Schädigung bestimmen
  • Simulationswissen auf Masterniveau & Modulzeugnis mit ECTS-Punkten
Anwendungen
Materialmodelle
Weitere Informationen und persönliche Beratung Passt diese Weiterbildung zu Ihren beruflichen Zielen? Finden Sie es heraus in einer Infoveranstaltung, einer Probevorlesung oder einem persönlichen Gespräch.

Unser Angebot im Detail

Inhalte

Konstitutive Modellierung von nichtlinearem Materialverhalten
  • Einführung in die Materialklassifizierung
  • Charakterisierung von Materialverhalten und Modellierung
  • Tensorrechnung im mechanischen Kontext
  • Invariantentheorie und mechanische Prinzipien

  • Plastizität:
    • Experimentelle Beobachtungen und konstitutive Annahmen
    • Herleitung der konstitutiven Gleichungen der J2-(von Mises)-Plastizität
  • Viskoelastizität
    • Theorie der linearen Viskoelastizität
    • Rheologische Modelle: Maxwell, Kelvin-Voigt, generalisiertes Maxwell-Modell
    • Boltzmanns Überlagerungsprinzip (Integrale Darstellung der Viskoelastizität)
    • Temperaturabhängigkeit von viskosen Materialien, Schaltfunktionen
  • Anwendung in der Simulation
    • Implementierung von Materialmodellen (Beispiel Plastizität)
    • Newton-Raphson-Algorithmus, Spannungsalgorithmus (Prädiktor-Korrektor-Methode)
    • Tangentenmodul
Faserverbundwerkstoffe
  • Materialien und Prozesse
  • Klassische Laminattheorie
  • Aushärtung und Pseudoplastizität
  • Fehlerkriterien
  • Intralaminare Schädigung
    • Progressive Fehleranalyse
    • Mechanik und Grundlagen der Bruchmechanik
    • Bestimmung der erforderlichen kritischen Energiefreisetzungsraten

Lernziele

Nach der Teilnahme an dem Weiterbildungsstudium können Sie:

  • verschiedene Materialverhaltensweisen unterscheiden und klassifizieren.
  • die Darstellung der Fließfläche im Hauptspannungsraum interpretieren.
  • Spannungsalgorithmen zur Lösung konstitutiver Differentialgleichungen (Prädiktor-Korrektor-Methode, Euler-Rückwärtsalgorithmus) verstehen.
  • Differentialgleichungen einfacher rheologischer Modelle ableiten und für einen Relaxations- und Kriechtest lösen.
  • thermorheologisch einfaches Materialverhalten erkennen und die Verwendung von "Shift-Funktionen" zur Berücksichtigung der Temperaturabhängigkeit verstehen.
  • Fertigungsprozesse von Verbundstrukturen darstellen.
  • Composites unter Verwendung der klassischen Laminattheorie dimensionieren.
  • Versagensarten und -kriterien von Verbundwerkstoffen verstehen.
  • numerische Ansätze zur Bestimmung des interlaminaren Versagens und des Materialabbaus anwenden.

Die Materialeigenschaften spielen eine wichtige Rolle in Ihrer FEM-Analyse. Wird das Materialverhalten nichtlinear, dann müssen Sie sich mit der Auswahl entsprechender Modelle und der Beschaffung der notwendigen Parameter beschäftigen. Im Weiterbildungsmodul lernen Sie verschiedene Materialgruppen sowie deren beschreibende Parameter kennen und anhand experimenteller Daten diese zu klassifizieren. Gemeinsam erarbeiten Sie sich Wissen über die grundlegenden mechanischen Prinzipien, etwa für die Modellierung von plastischem oder viskoelastischem Verhalten. Dafür werden die Dozenten auch relevante mathematische Aspekte ausführlich behandeln.

Abschluss

Sie besuchen ein Master-Modul des akkreditierten Studiums Simulation Based Engineering. Sie können jedes Modul mit einer Teilnahmebestätigung absolvieren. Nach bestandener Abschlussprüfung erhalten Sie sogar ein Modulzertifikat der Technischen Hochschule Ingolstadt mit 5 ECTS Credits. Deren Anrechnung auf das Zertifikat Advanced Computational Mechanics oder das Masterstudium Simulation Based Engineering können Sie auch zu einem späteren Zeitpunkt beantragen.

Kosten

Für die Teilnahme am Master-Modul erhebt die Technischen Hochschule Ingolstadt Studiengebühren in Höhe von 2.000,-- €. Zusätzlich wird ein Studentenwerksbeitrag von 42,-- € je Immatrikulationssemester fällig. Weitere individuelle Kosten können zum Beispiel für die Anreise, Übernachtung und Verpflegung entstehen.

Sprache

Die Unterlagen-, Unterrichts- und Prüfungssprache ist Englisch.

Zeitaufwand

Das Weiterbildungsmodul beginnt Ende März (Sommersemester). Ihr Zeitaufwand beträgt 125 Stunden, die Sie je nach Modul in einem Zeitraum von 12 bis maximal 26 Wochen absolvieren. Die Präsenzblöcke an den Hochschulen Ingolstadt und Landshut umfassen insgesamt 40 Stunden, die restliche Zeit können Sie flexbel für das Selbststudium aufwenden.

 

Diese Weiterbildung richtet sich an Absolventen des Zertifikates Computational Mechanics sowie Simulationsanwender, die nach ihrem ingenieur- oder naturwissenschaftlichen Masterabschluss erste Berufserfahrungen gesammelt haben und sich für eine Fach- oder Führungskarriere im Bereich der Simulation interessieren. Berufstätige, die schon länger über ein Diplom, einen Master- oder sogar Doktortitel verfügen, gehören aber auch zu unseren Studierenden. Die individuelle Wahl des Abschlusses und der Modulkombination bieten vielfältige Möglichkeiten zur Erreichung persönlicher Bildungsziele.

Zugangsvoraussetzungen

Für die Zulassung am Weiterbildungsstudium benötigen Sie:

  • ein abgeschlossenes Hochschulstudium im Bereich der Ingenieur- oder Naturwissenschaften
  • eine mindestens einjährige einschlägige Berufserfahrung nach Abschluss des Erststudiums
  • englische Sprachkenntnisse auf Niveau B2 des europäischen Referenzrahmens

Darüber hinaus werden insbesondere die folgenden Fachkenntnisse vorausgesetzt:

  • Tensor-Algebra. Kenntnisse zur numerische Approximation von Ableitungen und Integralen sowie die numerische Lösung von Gleichungssystemen sind hilfreich. (siehe auch Master-Modul "Mathematics and Computational Methods")
  • Gaußsche Integration, Spannungsberechnung und Materialeigenschaften. Erweiterte Kenntnisse der Finite-Elemente-Methode sind hilfreich. (siehe auch Master-Modul "Finite Element Method")
  • Spannungszustand, Verformungs- und Dehnungszustand, konstitutive Gleichungen, Prinzip der virtuellen Arbeit (siehe auch Master-Modul "Solid Mechanics")

Gerne beraten wir Sie bezüglich der erwarteten Vorkenntnisse und empfehlen Ihnen Ressourcen für die Vorbereitung.

Studienbewerbung

Informieren Sie sich über das Studium und nutzen Sie unsere umfangreichen Beratungsmöglichkeiten. Bei Unklarheiten können Sie jederzeit einzelne Dokumente vorabprüfen lassen und alle Unterlagen für das Bewerbungsverfahren im THI-Bewerbungsportal (15. November bis 15. Januar) zusammenzustellen. Der esocaet Bewerber- & Studien-Guide hilft Ihnen rund um das ganze Jahr, sich Schritt für Schritt für die Bewerbung und das Weiterbildungsstudium vorzubereiten.

Persönliche Beratung

Dozenten aus Wissenschaft und Praxis

Prof. Dr.-Ing. Armin Fritsch
Professor für Strukturmechanik, Hochschule für Angewandte Wissenschaften München
Weiterführende Informationen
Prof. Dr.-Ing. Christian Hühne
Professor für Funktionsstrukturen, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

Was esocaet alumni sagen

Andreas Sommer
Berechnungsingenieur

Da ich bereits im Beruf war nach meinem Diplomstudium, war es für mich wichtig diesem weiter nachzugehen und trotzdem mich fachlich immer weiter zu entwickeln. Darüber hinaus war es ein großer Anreiz Dozenten aus verschiedenen Hochschulen zu haben, um hierdurch einen flächendeckenden Eindruck der Themen in der Simulation zu erhalten.

Häufige Fragen & Antworten

Nachfolgend finden Sie relevante Informationen und Hinweise, die häufig nachgefragt werden. Haben Sie weitere Fragen, Anregungen oder Wünsche? Dann zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.

Was ist der Unterschied zwischen einem Seminar und einem (Kurz-)Studium?

Simulation ist mehr als Software. In einer akademischen Weiterbildung werfen Sie einen Blick hinter die Kulissen der Programmoberfläche. Sie lernen die Berechnungsalgorithmen und deren Anwendungsbereiche kennen, benutzen analytische Methoden, um Modelle zu vereinfachen und Ergebnisse zu validieren, und verstehen den Einfluss verschiedenster Software-Parameter. Mit der erworbenen Expertise werden Sie befähigt, zukünftig schnelle und zuverlässige Ergebnisse für entscheidende Fragen der Produktverbesserung zu liefern. Für eine zielgerichtete Entwicklung Ihrer Fach- oder Führungskarriere sollten Sie dabei auf eine Kombination beider Weiterbildungsarten setzen.

Wie kann ich mich für die Weiterbildung anmelden?

Das Verfahren zur Anmeldung und Zulassung für ein akademisches Weiterbildungsangebot hängt von den rechtlichen Anforderungen der jeweiligen (Träger-)Hochschule ab. An einigen Hochschulen ist die Bewerbung jederzeit möglich, für andere gibt es feste Zeitfenster. Eine erste Orientierung bietet Ihnen die Programmbeschreibung und das esocaet Studies Informationspaket. Viele aktuelle Informationen & Tipps erhalten Sie auch von den erfahrenen CADFEM Programm-Managern und im Bewerber- & Studien-Guide.

Kann die Weiterbildung auch als Fernstudium oder online absolviert werden?

Zwei Drittel des notwendigen Studienaufwands können Sie sich flexibel in Ihren Alltag einplanen. Im Online Campus können Sie jederzeit auf die Unterlagen Ihrer Dozenten zugreifen und Fragen diskutieren. Für die restliche Unterrichtszeit treffen Sie sich zu geblockten Präsenzphasen an der Hochschule: das sind ein, selten auch zwei Wochenenden (Donnerstag / Freitag – Samstag) im Monat, im Sommer ist eine Studienpause vorgesehen. Neben hochklassigen Vorlesungen, Praktika und betreuten Übungen lernen Sie aus dem Austausch mit Mitstudierenden und Simulationsexperten. Mit diesem Konzept können wir eine Absolventenquote von mehr als 90% erreichen.

Was bieten mir der Bewerber- & Studien-Guide bzw. das Frühbucher-Programm?

Sehr viel! Sie interessieren sich für eine Weiterbildung, die auf Master-Niveau durchgeführt wird und auf Kenntnisse Ihres Erststudiums aufbaut. Auch wenn das schon einige Zeit zurückliegt, kein Problem. Das Konzept von esocaet Studies zielt auf eine frühzeitige und individuelle Vorbereitung für die Bewerbung, Wiederholung von Fachwissen und Schließen von einzelnen Kompetenzlücken. So legen Sie das Fundament für Ihren Studienerfolg schon vor der Einschreibung. In einem persönlichen Gespräch klären wir Ihre individuellen Wünsche und offenen Fragen. Sie erhalten Checklisten und Tipps für den Bewerbungsablauf. Wir stellen Ihnen unterschiedliche Möglichkeiten vor, das Studium mit Ihrem Arbeitgeber zu planen. Online können Sie Ihre Mathematik- und Mechanik-Kenntnisse auffrischen. Bei Bedarf vermitteln wir einen Intensiv-Kurs oder eine Zertifikatsprüfung für Englisch. Sie können Simulationssoftware für eigene Übungen nutzen. Alle Angebote nutzen Sie zu besonders günstigen Konditionen oder komplett kostenfrei. Registrieren Sie sich gleich jetzt.

Unterscheiden sich Studiengebühren von normalen Seminarkosten?

Ja, schon etwas: Für berufsbegleitende Studienangebote zahlen Sie Studiengebühren, die in vielen Fällen umsatzsteuerbefreit sind. Bei den meisten Hochschulen können Sie wählen, ob die Rechnung an den Arbeitgeber gestellt wird oder Sie die Kosten zahlen. Zu den unterschiedlichen Modellen für eine gemeinsame Investition und Möglichkeiten der staatlichen Förderung beraten wir Sie gerne.

Was ist das Besondere an den Weiterbildungsangeboten von esocaet Studies?

Simulation ist unsere Welt. Die ausgewählten (Kurz-)Studienprogramme verschiedener Hochschulen vermitteln Ihnen das notwendige Know-how, um herausfordernde Simulationsaufgaben in nahezu allen technologischen Bereichen zu meistern. Dazu gehören neben der Entwicklung von Produkten und den dazugehörigen Prozessen auch die Optimierung und Qualitätssicherung. Mit CADFEM entwickelte Studienangebote bieten Flexibilität für individuelle Pläne. Sie wählen, ob Sie Ihre Weiterbildung mit einer Teilnahmebescheinigung, einem Zertifikat oder einem Mastertitel abschließen wollen. Bestehende Programme können in unterschiedlichen Varianten kombiniert werden und gemeinsam mit renommierten Hochschulen planen wir weitere Studienschwerpunkte. Die praxisorientierten, meist englischsprachigen Curricula und der Unterricht bei Simulations-Experten aus Wissenschaft, Wirtschaft und Industrie sind in dieser Kombination einzigartig.

Haben Sie weitere Fragen zum Kurs?

Deutschland

Program Manager esocaet

Österreich

Leiter Technik Österreich

Schweiz / Liechtenstein

Leiter Seminare
Dr. sc. Jörg Helfenstein

Ergänzende Angebote

Entdecken Sie ergänzende Info-Webinare und Veranstaltungen, akademische Weiterbildungsangebote sowie Seminare und eLearning-Angebote.