Institut für Leichtbau und Struktur-Biomechanik

Die Entwicklung steifer und fester Strukturen, die ein besonders geringes Gewicht aufweisen, muß funktionale Anforderungen (z.B. bei Flugzeugen, Raumfahrzeugen, Robotern, Schiffen und Booten, Sportartikeln), Überlegungen hinsichtlich des Benutzerkomforts (z.B. bei Straßen- und Schienenfahrzeugen) und wirtschaftliche Randbedingungen (z.B. bei Containern) berücksichtigen.

Die Forschung des ILSB auf dem Gebiet der modernen Leichtbau-Konstruktionen konzentriert sich auf Design- und Bemessungskonzepte für Leichtbaustrukturen, Berechnungs- und Optimierungsverfahren auf unterschiedlichen Längenskalen und die Modellierung von Leichtbauwerkstoffen, insbesondere von Verbundwerkstoffen und Werkstoffverbunden.

Das Schwergewicht liegt dabei auf der Entwicklung und Anwendung Numerischer Ingenieursmethoden für Auslegung, Entwurf und Berechnung. Dieser Zugang erlaubt es, die Deformations- und Spannungsverhältnisse in Leichtbaustrukturen sowie ihre Tragfähigkeit, ihre Stabilität, ihr dynamisches Verhalten und ihr Crashverhalten zu untersuchen. Besonderes Forschungsinteresse gilt Instabilitätsphänomenen. Algorithmen werden entwickelt, implementiert und an praktischen Anwendungen getestet.

Experimentelle Arbeiten des ILSB auf dem Gebiet der Leichtbau-Konstruktionen sind hauptsächlich auf das Testen von Modellstrukturen ausgerichtet. Weitere in Hinblick auf Leichtbaustrukturen relevante Forschungsgebiete sind Methoden der Optimaldimensionierung sowie der Bruchmechanik.

Einige relevante Veröffentlichungen:

Daum B., Rammerstorfer F.G.:
The Symmetric Buckling Mode in Laminated Elastoplastic Micro-Structures Under Plane Strain;
Acta Mech. 227, 2843-2859, 2016.
Zusammenfassung

Schwab M., Todt M., Wolfahrt M., Pettermann H.E.:
Failure Mechanism Based Modelling of Impact on Fabric Reinforced Composite Laminates Based on Shell Elements;
Compos.Sci.Technol. 128, 131-137, 2016.
Zusammenfassung

Schwab M., Pettermann H.E.:
Modeling and Simulation of Damage and Failure in Large Composite Components Subjected to Impact Loads;
Compos.Struct. 158, 208-216.
Zusammenfassung

Schwab M., Todt M., Pettermann H.E.:
Simulation of the Intermediate Velocity Impact Behavior of Woven Composite Laminate Applying Progressive Damage Models for Plies and Interfaces;
in Proceedings of the 20th International Conference on Composite Materials (Eds. O.T.Thomsen, C.Berggreen, B.F.Sørensen), paper ID 4417-4, 2015
Zusammenfassung

Todt M., Toth F., Hartmann M.A., Holec D., Cordill M.J., Fischer F.D., Rammerstorfer F.G.:
Computational Simulation of Instability Phenomena in Nanoparticles and Nanofilms;
Comput.Technol.Rev 10, 89-119, 2014.
Zusammenfassung

Flatscher T., Schuecker C., Pettermann H.E.:
A Constitutive Ply Model for Stiffness Degradation and Plastic Strain Accumulation: Its Application to the Third World Wide Failure Exercise (Part A);
J.Compos.Mater. 47, 2575-2593, 2013.
Zusammenfassung

Gager J., Meindlhumer M., Schwab M., Pettermann H.E.:
Numerically Predicted Damage and Failure Envelopes of Composites Featuring Nonlinear Material Behavior;
in Proceedings of the 19th International Conference on Composite Materials (Eds. S.V.Hoa, P.Hubert), pp. 2145-2153,
BytePress, Toronto, 2013.
Zusammenfassung

Toth F., Rammerstorfer F.G., Cordill M.J., Fischer F.D.:
Detailed Modelling of Delamination Buckling of Thin Films under Global Tension;
Acta mater. 61, 2425-2433, 2013.
Zusammenfassung

Flatscher T., Wolfahrt M., Pinter G., Pettermann H.E.:
Simulations and Experiments of Open Hole Tension Tests - Assessement of Intra-Ply Plasticity, Damage and Localization;
Compos.Sci.Technol. 72, 1090-1095, 2012.
Zusammenfassung

Gager J., Pettermann H.E.:
Numerical Homogenization of Textile Composites Based on Shell Element Discretization;
Compos.Sci.Technol. 72, 806-812, 2012.
Zusammenfassung

Bilik C., Rammerstorfer F.G., Figala G., Buchmayr B.:
Computational Modelling of Laser Treatment of Plates for Increased Buckling Loads and Natural Frequencies;
J.Mech.Engng.Sci. 225, 2385-2398, 2011.
Zusammenfassung

Flatscher T., Pettermann H.E.:
A Constitutive Model for Fiber-Reinforced Polymer Plies Accounting for Plasticity and Brittle Damage Including Softening - Implementation for Implicit FEM;
Compos.Struct. 93, 2241-2249, 2011.
Zusammenfassung

Flatscher T., Daxner T., Pahr D.H., Rammerstorfer F.G.:
Optimization of Corrugated Paperboard under Local and Global Buckling Constraints;
in Multiscale Methods in Computational Mechanics (Eds. R.de Borst, E.Ramm), pp. 329-346;
Springer-Verlag, Dordrecht, 2011.
Zusammenfassung

Wimmer G., Kitzmüller W., Pinter G., Wettemann T., Pettermann H.E.:
Computational and Experimental Investigation of Delamination in L-Shaped Laminated Composite Sandwich Components;
Engng.Fract.Mech. 76, 2810-2820, 2009.
Zusammenfassung

Schuecker C., Pettermann H.E.:
Fiber Reinforced Laminates: Progressive Damage Modeling Based on Failure Mechanisms;
Arch.Comput.Meth.Engng. 15, 163-184, 2008.
Zusammenfassung

Schuecker C., Pettermann H.E.:
Combining Elastic Brittle Damage with Plasticity to Model the Non-Linear Behavior of Fiber Reinforced Laminates;
in Mechanical Response of Composites (Eds. P.P.Camanho, C.G. Dávila, S.T.Pinho, J.J.C.Remmers), pp. 99-117; Springer-Verlag, Berlin, 2008.
Zusammenfassung

Wimmer G., Pettermann H.E.:
A Semi-Analytical Model for the Simulation of Delamination in Laminated Composites;
Compos.Sci.Technol. 68, 2332-2339, 2008.
Zusammenfassung

Pahr D.H., Rammerstorfer F.G.:
Buckling of Honeycomb Sandwiches: Periodic Finite Element Considerations; Comput.Model.Engng.Sci. 12, 229-241, 2006.
Zusammenfassung

Rammerstorfer F.G., Fischer F.D., Friedl N., Daxner T.:
Instabilities Resulting from the Production Process of Plates and Shells;
in Innovation in Computational Strcutures Technology (Eds. B.H.V.Topping, G.Montero, R.Montenegro), pp. 205-223;
Saxe-Coburg Publications, Stirlingshire, UK, 2006.
Zusammenfassung

Schuecker C., Pettermann H.E.:
A Continuum Damage Model for Fiber Reinforced Laminates Based on Ply Failure Mechanisms;
Compos.Struct. 76, 162-173, 2006.
Zusammenfassung

Schuecker C., Pahr D.H., Pettermann H.E.:
Accounting for Residual Stresses in FEM Analyses of Laminated Structures Using the Puck Criterion for Three-Axial Stress States;
Compos.Sci.Technol. 66, 2054-2062, 2006.
Zusammenfassung

Wimmer G., Schuecker C., Pettermann H.E.:
Numerical Simulation of Delamination Onset and Growth in Laminated Composites;
e-Journal of Nondestructive Testing 11(12), 2006.
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Pahr D.H., Rammerstorfer F.G.:
A Fast Multi-Scale Analyzing Tool for the Investigation of Perforated Laminates;
Comput.Struct. 82, 227-239, 2004.
Zusammenfassung

Pahr D.H., Schuecker C., Rammerstorfer F.G., Pettermann H.E.:
Numerical Investigations of Perforated Laminates in the Presence of Residual Ply Stresses:
J.Compos.Mater. 38, 1977-1991, 2004.
Zusammenfassung

Pahr D.H., Rammerstorfer F.G., Rosenkranz P., Humer K., Weber H.W.:
A Study of Short-Beam-Shear and Double-Lap-Shear Specimens of Glass Fabric/Epoxy Composites;
Composites 33B, 225-232, 2002.
Zusammenfassung

Rosenkranz P., Humer K., Weber H.W.,Pahr D.H., Rammerstorfer F.G.:
Static and Dynamic Scaling Experiments on Double Lap Shear Specimens at Room Temperature and at 77 K;
Cryogenics 41, 21-25, 2001.
Zusammenfassung

Seitzberger M., Willminger S.:
Application of Plastic Collapse Mechanism for the Axial Crushing Analysis of Tubular Steel Structures FIlled with ALuminium Foam;
Int.J.Crashworthiness 6, 165-176, 2001.
Zusammenfassung

Vonach W.K., Rammerstorfer F.G.:
A General Approach to the Wrinkling Instability of Sandwich Plates;
Struct.Engng.Mech. 12, 363-376, 2001.
Zusammenfassung

Fischer F.D., Rammerstorfer F.G., Friedl N., Wieser W.:
Buckling Phenomena Related to Rolling and Levelling of Sheet Metal;
Int.J.Mech.Sci. 42, 1887-1910, 2000
Zusammenfassung

Friedl N., Rammerstorfer F.G., Fischer F.D.:
Buckling of Stretched Strips;
Comput.Struct. 78, 185-190, 2000
Zusammenfassung

Seitzberger M., Willminger S.:
Versagensmechanismen zur Kollapsanalyse axial gedrückter Aluminiumschaum-gefüllter Profile;
in Metallschäume (Ed. H.P.Degischer), pp. 459-461; Wiley-VCH, Weinheim, 2000
Zusammenfassung

Seitzberger M., Willminger S.:
Application of Plastic Collapse Mechanisms for the Axial Crushing Analysis of Tubular Steel Structures Filled with Aluminium Foam;
in Proc. ICRASH 2000 (Eds. E.C. Chirwa, D.Otte), pp. 458-461; Bolton Institute, Bolton, UK, 2000
Zusammenfassung

Seitzberger M., Rammerstorfer F.G., Gradinger R., Degischer H.P., Blaimschein M., Walch C.:
Experimental Studies on the Quasi-Static Axial Crushing of Steel Columns Filled with Aluminium Foam;
Int.J.Sol.Struct. 37, 4125-4147, 2000
Zusammenfassung

Vonach W.K., Rammerstorfer F.G.:
The Effects of In-Plane Core Stiffness on the Wrinkling Behavior of Thick Sandwiches;
Acta Mech. 141, 1-10, 2000
Zusammenfassung

Vonach W.K., Rammerstorfer F.G.:
Wrinkling of Thick Orthotropic Sandwich Plates under General Loading Conditions;
Arch.Appl.Mech. 70, 338-348, 2000
Zusammenfassung

Vonach W.K., Daxner T., Rammerstorfer F.G.:
In-Situ Sandwiches with Optimized Metal Foam Cores;
in Sandwich Construction 5, Vol.1 (Eds. H.R. Meyer-Piening, D.Zenkert), pp. 291-300, EMAS Publishing, Solihull, UK, 2000
Zusammenfassung

Friedl N., Rammerstorfer F.G., Fischer F.D.:
Zum Beulen von Platten unter globalem Zug;
ZAMM 79, S545-S546, 1999

Gradinger R., Seitzberger M., Rammerstorfer F.G., Degischer H.P., Blaimschein M., Walch C.:
Aluminium Foam Filled Steel Tubes as Composite Shock Absorbers;
in Metal Foams and Porous Metal Structures (Eds. J.Banhart, M.F.Ashby, N.A.Fleck), pp. 313-316; Verlag MIT, Bremen, 1999

Martikainen L.J., Rammerstorfer F.G.:
Modelling the Local Failure Modes in Thin-Faced Sandwich Panels;
Strojnicky Casopis 50, 241-252, 1999;
Zusammenfassung

Seitzberger M., Rammerstorfer F.G.:
Study of Axisymmetric Crushing Mechanisms by Sequential Limit Analysis;
Int.J.Crashworthiness 4, 379-393, 1999
Zusammenfassung

Seitzberger M., Rammerstorfer F.G., Degischer H.P., Gradinger R.:
Crushing of Axially Compressed Steel Tubes Filled with Aluminium Foam;
Acta Mech. 125, 93-105, 1997
Zusammenfassung

Seitzberger M., Rammerstorfer F.G., Reichhold C.:
Lokale Effekte in Linientragwerken mit geringer Biegesteifigkeit;
ZAMM 77, S311-S312, 1997

Seitzberger M., Wintschnig S., Rammerstorfer F.G.:
On the Plastic Collapse Behaviour of Tubular Steel Structures under Axial Compression;
in Proc.Int.Conf.on Carrying Capacity of Steel Shell Structures, (Eds. V.Krupka, P.Schneider), pp. 64-70, Brno, Czech Republic, 1997
Zusammenfassung

Stiftinger M.A., Rammerstorfer F.G., Starlinger A.:
Face Layer Wrinkling in Anisotropic Sandwiches;
in Sandwich Construction 3, Vol.1 (Ed. H.G.Allen), pp. 325-334; EMAS, Warley, UK, 1996
Zusammenfassung

Skrna-Jakl I.C., Stiftinger M.A., Rammerstorfer F.G.:
Numerical Investigations of an Imperfect Stringer-Stiffened Wing Torsion Box - An Analysis Concept;
Composites 27B, 59-69, 1996
Zusammenfassung

Stiftinger M.A., Skrna-Jakl I.C., Rammerstorfer F.G.:
Buckling and Postbuckling Investigation of Imperfect Stringer-Stiffened Curved Composite Shells; Part B: Computational Investigations;
Thin-Walled Struct. 23, 339-350, 1995
Zusammenfassung

Hult J., Rammerstorfer F.G. (Eds.):
Engineering Mechanics of Fibre Reinforced Polymers and Composite Structures.
CISM Courses and Lectures 348, Springer-Verlag, Wien, 1994

Rammerstorfer F.G., Starlinger A., Dorninger K.:
Combined Micro- and Macromechanical Considerations of Layered Composite Shells;
Int.J.Numer.Meth.Engng. 37, 2609-2629, 1994
Zusammenfassung

Wang X., Rammerstorfer F.G.:
The Effective Width for Postcritically Loaded Stiffened Plates;
in Recent Developments in Computational Mechanics (Eds. P.K.Basu, A.Nagar), pp. 83-92; AD-Vol.39, ASME, New York, NY, 1993
Zusammenfassung

Rammerstorfer F.G.:
Leichtbau-Repetitorium.
Oldenbourg, Wien, 1992

Rammerstorfer F.G., Dorninger K., Starlinger A.:
Composite and Sandwich Shells;
in Nonlinear Analysis of Shells by Finite Elements (Ed. F.G.Rammerstorfer), pp. 131-194, Springer-Verlag, Wien, 1992
Zusammenfassung

Rammerstorfer F.G., Skrna-Jakl I.C., Zelezny M.:
The Influence of Welding Stresses and Distortions on the Stability of Shells of Revolution;
in Mechanical Effects of Welding (Eds. L.Karlsson, L.E.Lindgren, M.Jonsson), pp. 239-259; Springer-Verlag, Berlin, 1992
Zusammenfassung

Am ILSB durchgeführte fachzugehörige Dissertationen:

Thomas FLATSCHER:
A Constitutive Model for the Elasto-Plasto-Damage Ply Behavior in Laminated FRP Composites: Its Development, Implementation, and Application in FEM Simulations, 2010
Zusammenfassung

Robert BITSCHE:
Design and Computational Analysis of Compound Castings and Other Multi-Material Structures, 2009
Zusammenfassung

Gerald WIMMER:
Computational Methods for the Prediction of Emergence and Growth of Delaminations in Laminated Composite Components, 2009
Zusammenfassung

Mathias H. LUXNER:
Modeling and Simulation of Highly Porous Open Cell Structures - Elasto-Plasticity and Localization versus Disorder and Defects, 2006
Zusammenfassung

Clara SCHUECKER:
Mechanism Based Modeling of Damage and Failure in Fiber Reinforced Polymer Laminates, 2005
Zusammenfassung

Dieter PAHR:
Experimental and Numerical Investigations of Perforated FRP-Laminates, 2003
Zusammenfassung

Thomas DAXNER:
Multi-Scale Modeling and Simulation of Metallic Foams, 2002
Zusammenfassung

Walter K. VONACH:
A General Solution to the Wrinkling Problem of Sandwiches, 2001
Zusammenfassung

Markus SEITZBERGER:
Contributions to an Efficient Numerical Analysis of the Plastic Collapse Behaviour of Thin-Walled Structures, 1999
Zusammenfassung

Christian M. CHIMANI:
Micro- and Macromechanical Models for Hybrid, Selectively Reinforced Structures, 1998
Zusammenfassung

Michael A. STIFTINGER:
Semi-Analytical Finite Element Formulations for Layered Shells with Consideration of Edge Effects, 1996
Zusammenfassung

Isabella C. SKRNA-JAKL:
Numerical and Experimental Investigations of Interlaminar Stresses and Free Edge Effects in Integrally Stiffened, Layered Composite Panels, 1994
Zusammenfassung

Xinyu WANG:
Finite Strip Formulations for Strength, Buckling and Post-Buckling Analysis of Stiffened Plates, 1994
Zusammenfassung

Alois STARLINGER:
Development of Efficient Finite Shell Elements for the Analysis of Sandwich Structures under Large Deformations and Global as well as Local Instabilities, 1990
Zusammenfassung

Konrad DORNINGER:
Entwicklung von nichtlinearen FE-Algorithmen zur Berechnung von Schalenkonstruktionen aus Faserverbundstoffen, 1989

Knut SCHARF:
Beiträge zur Erfassung des Verhaltens von erdbebenerregten, oberirdischen Tankbauwerken, 1989

Werner AULI:
Statische und dynamische Stabilität von Leichtbaukonstruktionen unter konservativer und nichtkonservativer Belastung, 1986

A. Kurt MACHINEK:
Anwendung der Verzweigungstheorie auf das Beulen und Nachbeulverhalten von Kreisring- und Rechteckplatten, 1986