Luisa Alina Kinat, M. Sc.

Schwankungen in physikalischen Messungen und Produktionsprozessen führen zu Fluktuationen von Materialeigenschaften. Daher werden typischerweise Sicherheitsfaktoren in Designprozessen verwendet. Die daraus resultierende geringere Ressourceneffizienz wirkt sich negativ auf die Nachhaltigkeit im Maschinenbau und Bauwesen aus.

Im Forschungsbereich der Unsicherheitsquantifizierung werden Fluktuationen bereits in Materialmodellen berücksichtigt. Time-separated Stochastic Mechanics (TSM) ist ein neuer Ansatz zur Integration stochastischer Größen in numerische Simulationen von Materialverhalten mit sehr geringem zusätzlichem Rechenaufwand. Bislang kann das Verfahren auf lineare Materialmodelle angewandt werden. Um zunehmend komplexeres Materialverhalten abbilden zu können, soll die Methode zu finiter Viskoelastizität sowie finiter Viskoplastizität ausgeweitet werden. Zur weiteren Generalisierung der TSM sollen im nächsten Schritt dehnungserweichende Materialien einbezogen werden. Die Formulierung der lokalen TSM-Modellen mit kinematischer und materieller Nichtlinearität ermöglicht schließlich die Analyse des stochastischen Einflusses von Materialparametern wie beispielsweise der Elastizitätskonstanten auf die Stochastik der Reaktionskraft und so der Materialfestigkeit.