Das Verhalten von Bauteilen und Komponenten unter mechanischer und thermomechanischer Last wird maßgeblich durch die anliegende Belastung, die Geometrie der Struktur und die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs bestimmt. Einfache Ansätze zur Vorhersage des mechanischen Verhaltens bzw. der Lebensdauer gehen im Allgemeinen von einem konstanten Belastungszustand, einer nominellen Referenzgeometrie und homogenen konstanten Werkstoffeigenschaften aus. In der Realität variieren jedoch sowohl die anliegende Last, die tatsächlich vorliegende Geometrie als auch die Werkstoffeigenschaften. Wobei letztere, aufgrund des Herstellungsprozesses, auch räumlich innerhalb des Bauteils variieren können. Eine Vernachlässigung der streuenden Einflüsse kann je nach Bauteil und Belastungssituation zu einem erhöhten Ausfall-Risiko oder zu einer Überdimensionierung des Bauteils führen, was beides wirtschaftlich negative Auswirkungen zur Folge haben kann.
In der Abteilung Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme werden unter anderem effiziente Methoden zur Ermittlung und Berücksichtigung von streuenden Werkstoffeigenschaften für die Bauteildimensionierung entwickelt und im Rahmen von multidisziplinären Optimierungen angewandt. Die Modelle basieren auf einem erweiterten Weakest Link Ansatz und ermöglichen die probabilistische Bewertung von mechanisch belasteten Bauteilen unter Berücksichtigung der streuenden Festigkeits- und Ermüdungseigenschaften ausgehend von den Ergebnissen strukturmechanischer Finite Elemente Simulationen.
Darüber hinaus werden ebenfalls Vorgehensweisen zur effizienten Lebensdauervorhersage entwickelt, mit denen auch komplexe Lasthistorien in einem akzeptablen Zeitraum durchgeführt werden können. Hierzu wird in einem kombinierten Ansatz aus numerisch aufwendigen Design-Of-Experiments-Studien mittels CFD und FEM in Kombination mit numerisch effizienten Postprozessor-Analysen von Das Verhalten von Bauteilen und Komponenten unter mechanischer und thermomechanischer Last wird maßgeblich durch die anliegende Belastung, die Geometrie der Struktur und die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs bestimmt. Einfache Ansätze zur Vorhersage des mechanischen Verhaltens bzw. der Lebensdauer gehen im Allgemeinen von einem konstanten Belastungszustand, einer nominellen Referenzgeometrie und homogenen konstanten Werkstoffeigenschaften aus. In der Realität variieren jedoch sowohl die anliegende Last, die tatsächlich vorliegende Geometrie als auch die Werkstoffeigenschaften. Wobei letztere, aufgrund des Herstellungsprozesses, auch räumlich innerhalb des Bauteils variieren können. Eine Vernachlässigung der streuenden Einflüsse kann je nach Bauteil und Belastungssituation zu einem erhöhten Ausfall-Risiko oder zu einer Überdimensionierung des Bauteils führen, was beides wirtschaftlich negative Auswirkungen zur Folge haben kann.