Herzlich Willkommen am Lehrstuhl für Struktur- und Werkstoffmechanik
Die Entwicklung und Herstellung innovativer Produkte unter Verwendung neuer Materialien erfordert vertiefte Kenntnisse von analytischen und numerischen Berechnungsverfahren zur gefahrfreien Auslegung von Bauteilen und Maschinen. Die Vermittlung dieser Kenntnisse ist eine der wesentlichen Aufgaben des Lehrstuhls Struktur- und Werkstoffmechanik im Bachelor- und Masterstudium. Mit der am SWM betriebenen Kopplung von Ausbildung, Modellierung, Experiment und Anwendung werden angehende Ingenieurinnen und Ingenieure somit mehrschichtig auf die in der Industrie stetig steigenden Herausforderungen bei der Berechnung von Bauteilen des Maschinenbaus vorbereitet.
Sekretariat
Simone Hillermann
Struktur- und Werkstoffmechanik
Pohlweg 47-49
33098 Paderborn
Sprechstunden
Mo - Do: 11:30 bis 15:30 Uhr
Fr: 09:00 bis 13:00 Uhr
Team
Stellenausschreibungen
Arbeitsgruppe FAM
Die Arbeitsgruppe für Angewandte Mechanik (FAM) ist Teil des Lehrstuhls für Struktur- und Werkstoffmechanik und lehrt und forscht im Bereich der Struktur-, Bruch- und Biomechanik. Dabei stehen drei Hauptziele im Vordergrund:
- eine solide und anschauliche Lehre
- eine grundlegende aber praxisnahe Forschung
- und eine umfangreiche Zusammenarbeit mit regionalen und internationalen Industrieunternehmen
Im Bachelor- und Masterstudium werden vertiefte Lehrveranstaltungen angeboten, u. a. in:
- Strukturanalyse 1 & 2
- Betriebsfestigkeit
- Fatigue/Schadensanalyse
- Numerische Methoden in der Produktentwicklung 1 & 2
- Biomechanik
- Technische Orthopädie
Die Vernetzung mit der Industrie sorgt für einen praxisnahen Bezug in Lehrveranstaltungen
Die Forschung am Lehrstuhl umfasst mehrere Schwerpunkte:
- Spannungs- und Verformungsanalysen, insbesondere im Leichtbauumfeld
- Strukturanalyse komplexer Bauteile unter mechanischer und thermischer Belastung
- Experimentelle Bruchmechanik: z. B. Lebensdauer- und Bruchvorhersagen
- Numerische Risswachstumssimulationen, z. B. bei Ermüdungsrissen
- Risswachstum in Strukturen bei komplexen Beanspruchungen (Mixed-Mode)
- Biomechanik: Von Knochenstrukturabbildung über Bewegungsabläufe bis hin zur technischen Orthopädie
- Additive Fertigung: Einsatz und Optimierung additiver Verfahren, z. B. in Kooperation mit dem Direct Manufacturing Research Center (DMRC) der Universität
- Industrieprojekte / Technologietransfer: Intensive Zusammenarbeit mit Wirtschaftsunternehmen zur Bauteiloptimierung, Bruchsicherheit und Produktentwicklung
Mehr über die FAM erfahren Sie hier
Nachrichten
Experimentallabor
10 kN Universalprüfmaschine
| Komponentenhersteller: | MTS |
| Software: | MTS 793 und Test Suite MPE |
| Antrieb: | servohydraulisch |
| Maximale Axiallast: | ± 10 kN |
| Maximaler Kolbenhub: | 100 mm |
| Aktuatoren: | 1 Axialzylinder |
| Max. Prüfgeschwindigkeit: | 250 mm/s |
| Minimale Einspannlänge: | 0 mm |
| Spannvorrichtung: | 2 kN MTS Advantage Pneumatic Grips |
| Spannbereich flach: | 0 - 10 mm |
100 kN Universalprüfmaschine
| Komponentenhersteller: | MTS |
| Software: | MTS 793 und Test Suite MPE |
| Antrieb: | servohydraulisch |
| Maximale Axiallast: | 100 kN |
| Maximaler Kolbenhub: | 150mm |
| Aktuatoren: | 1 Axialzylinder |
| Max. Prüfgeschwindigkeit: | 200 mm/s |
| Minimale Einspannlänge: | 0 mm |
| Spannvorrichtung: | 100 kN MTS 647 Hydraulic Wedge Grips |
| Spannbereich flach: | 0 – 7,6 mm |
| Spannbereich rund: | ø 15, ø 25 ø 10,92 – 16,51 mm in V-Kerbe |
MTS Bionix 370.02 Axial-Torsional
| Software: | MTS 793 und Test Suite MPE |
| Antrieb: | servohydraulisch |
| Aktuatoren: | 1 Axialzylinder 1 Drehzylinder |
| Maximale Axiallast: | 25 kN |
| Maximales Drehmoment: | 222 Nm |
| Maximaler Kolbenhub: | 100 mm |
| Maximaler Drehwinkel: | 270° |
| Maximale Prüfgeschwindigkeit: | 300 mm/s |
| Maximale Drehgeschwindigkeit: | 400 °/s |
| Minimale Einspannlänge: | 0 mm |
| Spannvorrichtung: | 25 kN MTS 647 Hydraulic Wedge Grips |
| Spannbereich flach: | 0 - 24 mm |
| Spannbereich rund: | ø 10, ø 15, ø 25 |
MTS Planar Biaxial 25 kN x 25 kN „BIAX“
| Software: | MTS 793 und Test Suite MPE |
| Antrieb: | servohydraulisch |
| Maximale Axiallast: | 25 kN je Achse |
| Maximaler Hub: | 103 mm je Achse |
| Aktuatoren: | 4 Axial-Zylinder (2 je Achse) |
| Max. Prüfgeschwindigkeit: | 600 mm/s je Achse (ohne Prüfling) |
| Minimale Einspannlänge: | 34 mm je Achse (= 103 mm möglicher Hub) |
| Spannvorrichtungen: | 25 kN MTS 647 Hydraulic Wedge Grips |
| Spannbereich flach: | 0 - 4,2 mm 3,5 - 7,5 mm |
GOM Aramis SRX
| Auswertesoftware: | GOM Correlate 2021 |
| Auflösung: | 4096 x 3068 px (12 M) |
| Messvolumina: | 130 x 100 x 40 mm³ 550 x 440 x 400 mm³ |
| Erfassungsfrequenzen: | |
| Vollbild: | 75 Hz |
| 2/3 Bildhöhe: | 115 Hz |
| 1/3 Bildhöhe: | 230 Hz |
| 1/6 Bildhöhe: | 480 Hz |
| Teilbild HD: | 490 Hz |
| Beleuchtung: | polarisiert (unempfindlich ggü. Umgebungslicht) |
Das SWM verfügt über zwei baugleiche Systeme Aramis-Systeme und ist damit in der Lage, Experimente im sogenannten Multisensoraufbau zu erfassen. Das heißt, dass die beiden Sensoren aus verschiedenen Richtungen die Probe synchron erfassen und somit z. B. gegenüberliegende Probenoberflächen erfassen können. Damit kann beispielsweise die Einschnürung einer Zugprobe präzise ermittelt und so die Volumendehnung berechnet werden.
Ebenso ist die Erfassung eines größeren Probenbereichs mit gleichbleibend hoher Auflösung möglich. Die beiden Erfassungen werden anschließend wie eine einzige Erfassung gehandhabt und analysiert.
GOM ATOS II
| Varianten | SO 400 |
| Auswertungssoftware: | GOM Correlate 2021 |
| Auflösung: | 1280 x 1024 px |
| Messvolumina: | 65 x 52 x 30 mm³ 350 x 380 x 280 mm³ |
Durch bestimmte Geometrien und Werkstoffeigenschaften taktil schwierig zu vermessende Proben können mit diesem 3D-Scanner präzise digitalisiert und analysiert werden, etwa zur anschließenden Spannungsberechnung.
Ebenso kann deren Zustand sowohl vor als auch nach dem Versuch als Oberflächenmodell dokumentiert werden, sodass die im Experiment entstandene Verformung ebenfalls analysiert werden kann.
Mit Hilfe eines Flächenvergleichs kann ein bestehendes CAD-Modell mit der gescannten Oberfläche abgeglichen werden, um beispielsweise die Fertigungsqualität von Proben zu prüfen.
Hüttiniger TIG 10/300
| Leistung: | 11 kW, wassergekühlt |
| Maximale Frequenz: | 300 kHz |
| Regler: | Eurotherm 2604 |
| Anschluss für: | Thermoelement Pyrometer |
| Anwendung: | Induktive Erwärmung von Proben |
Infratec VarioCAM® head HiRes 640
| Auswertesoftware: | IRBIS® 3 professional |
| Temperaturbereich: | -40 - 1200 °C |
| Spektralbereich: | 7,5 - 14 µm |
| Auflösung: | 640 x 480 |
| Temperaturauflösung: | besser als 0,05 K |
| IR-Bildfrequenz: | 50 Hz |
| Messgenauigkeit: | ± 1,5 K (0 bis 100) °C; ± 2 % (< 0 bzw. > 100) °C |
| Detektor: | ungekühltes Mikrobolometer FPA |
| Objektiv: | Normalobjektiv 1.0/30 mm |
| FOV: | 30° x 23° |
| Fokus: | 0,3 m bis unendlich |
MTS Advantage Optical Extensometer
| Modell: | ONE-78PT-200 |
| Funktionsweise: | nicht taktil (optisch) |
| Optik: | telezentrisch |
| Maximale Abtastrate: | 3 kHz |
| FOV (vertikal) | 78 mm |
| Messlängen: | 10 - 65 mm |
| Maximale Dehnung: | 580 % |
| Beleuchtung: | polarisiert (unempfindlich ggü. Umgebungslicht) |
| Geeignet für Dehnungsregelung |
Raytec RR Marathon MM LT
| Temperaturbereich: | -40 - 800 °C |
| Spektralbereich: | 8 - 14 µm |
| Fokusbereich: | 0,2 bis 2,2 m |
| Messpunktgröße: | 1,1 mm |
| Temperaturauflösung: | 0,1 K |
| Emissionsgrad: | 0,1 bis 1,150 |
| Extras: | - Laser-Ausrichtung - Variabler Fokus |
Spaghetti-Brückenbau-Lastrahmen
| Maximale Last: | 500 N |
| Kraftmessung: | Digitaler Ringkraftmesser, Tiedemann |
| Maximaler Auflagerabstand: | 1,5 m |
| Auflagerbreite: | 250 mm |
| Antrieb: | elektrischer Linearantrieb |
| Zerstörte Brücken: | 63 |
Für den Einsatz zur Belastungsprüfung von Spaghetti-Brücken, zum Beispiel im Rahmen unseres Spaghetti-Brückenbau-Wettbewerbs, der die Vorlesung Technische Mechanik 1 begleitet, an dem jedoch alle Studierenden teilnehmen können.
ILH
Der Lehrstuhl für Struktur- und Werkstoffmechanik ist eng mit dem Institut für Leichtbau mit Hybridsystemen (ILH) der Universität Paderborn verbunden. Das ILH betreibt auf einem etwa 2000m² großen Technikum modernste Anlagen zur Fertigung und Prüfung von Bauteilen und vereint Expertisen aus Maschinenbau, Werkstoffwissenschaften und Simulation, um innovative Lösungen für nachhaltige und effiziente Leichtbaukonzepte zu entwickeln.
Weitere Informationen finden Sie auf der Website des ILH: https://ilh.uni-paderborn.de/
