@article{GossmannFrotscherLinderetal.2016,
  author    = {Goßmann, Matthias and Frotscher, Ralf and Linder, Peter and Bayer, Robin and Epple, U. and Staat, Manfred and Temiz Artmann, Ayseg{\"u}l and Artmann, Gerhard},
  title     = {Mechano-pharmacological characterization of cardiomyocytes derived from human induced pluripotent stem cells},
  series = {Cellular physiology and biochemistry},
  volume    = {38},
  journal   = {Cellular physiology and biochemistry},
  number    = {3},
  publisher = {Karger},
  address   = {Basel},
  issn      = {1421-9778 (Online)},
  doi       = {10.1159/000443124},
  pages     = {1182 -- 1198},
  year      = {2016},
  abstract  = {Background/Aims: Common systems for the quantification of cellular contraction rely on animal-based models, complex experimental setups or indirect approaches. The herein presented CellDrum technology for testing mechanical tension of cellular monolayers and thin tissue constructs has the potential to scale-up mechanical testing towards medium-throughput analyses. Using hiPS-Cardiac Myocytes (hiPS-CMs) it represents a new perspective of drug testing and brings us closer to personalized drug medication. Methods: In the present study, monolayers of self-beating hiPS-CMs were grown on ultra-thin circular silicone membranes and deflect under the weight of the culture medium. Rhythmic contractions of the hiPS-CMs induced variations of the membrane deflection. The recorded contraction-relaxation-cycles were analyzed with respect to their amplitudes, durations, time integrals and frequencies. Besides unstimulated force and tensile stress, we investigated the effects of agonists and antagonists acting on Ca²⁺ channels (S-Bay K8644/verapamil) and Na⁺ channels (veratridine/lidocaine). Results: The measured data and simulations for pharmacologically unstimulated contraction resembled findings in native human heart tissue, while the pharmacological dose-response curves were highly accurate and consistent with reference data. Conclusion: We conclude that the combination of the CellDrum with hiPS-CMs offers a fast, facile and precise system for pharmacological, toxicological studies and offers new preclinical basic research potential.},
  language  = {en}
}
@incollection{DuongSeifarthTemizArtmannetal.2018,
  author    = {Duong, Minh Tuan and Seifarth, Volker and Temiz Artmann, Ayseg{\"u}l and Artmann, Gerhard and Staat, Manfred},
  title     = {Growth Modelling Promoting Mechanical Stimulation of Smooth Muscle Cells of Porcine Tubular Organs in a Fibrin-PVDF Scaffold},
  series = {Biological, Physical and Technical Basics of Cell Engineering},
  booktitle = {Biological, Physical and Technical Basics of Cell Engineering},
  editor    = {Artmann, Gerhard and Temiz Artmann, Ayseg{\"u}l and Zhubanova, Azhar A. and Digel, Ilya},
  publisher = {Springer},
  address   = {Singapore},
  isbn      = {978-981-10-7904-7},
  doi       = {10.1007/978-981-10-7904-7_9},
  pages     = {209 -- 232},
  year      = {2018},
  abstract  = {Reconstructive surgery and tissue replacements like ureters or bladders reconstruction have been recently studied, taking into account growth and remodelling of cells since living cells are capable of growing, adapting, remodelling or degrading and restoring in order to deform and respond to stimuli. Hence, shapes of ureters or bladders and their microstructure change during growth and these changes strongly depend on external stimuli such as training. We present the mechanical stimulation of smooth muscle cells in a tubular fibrin-PVDFA scaffold and the modelling of the growth of tissue by stimuli. To this end, mechanotransduction was performed with a kyphoplasty balloon catheter that was guided through the lumen of the tubular structure. The bursting pressure was examined to compare the stability of the incubated tissue constructs. The results showed the significant changes on tissues with training by increasing the burst pressure as a characteristic mechanical property and the smooth muscle cells were more oriented with uniformly higher density. Besides, the computational growth models also exhibited the accurate tendencies of growth of the cells under different external stimuli. Such models may lead to design standards for the better layered tissue structure in reconstructing of tubular organs characterized as composite materials such as intestines, ureters and arteries.},
  language  = {en}
}
@inproceedings{FrotscherGossmannTemizArtmannetal.2013,
  author    = {Frotscher, Ralf and Goßmann, Matthias and Temiz Artmann, Ayseg{\"u}l and Staat, Manfred},
  title     = {Simulation of cardiac cell-seeded membranes using the edge-based smoothed FEM},
  series = {1st International Conference "Shell and Membrane Theories in Mechanics and Biology: From Macro- to Nanoscale Structures", Minsk, Belarus, Sept. 16-20, 2013},
  booktitle = {1st International Conference "Shell and Membrane Theories in Mechanics and Biology: From Macro- to Nanoscale Structures", Minsk, Belarus, Sept. 16-20, 2013},
  publisher = {Verl. d. Weißruss. Staatl. Univ.},
  address   = {Minsk},
  organization    = {International Conference Shell and Membrane Theories in Mechanics and Biology: From Macro- to Nanoscale Structures <1, 2013, Minsk>},
  isbn      = {978-985-553-135-8},
  pages     = {165 -- 167},
  year      = {2013},
  language  = {en}
}
@incollection{FrotscherGossmannRaatschenetal.2015,
  author    = {Frotscher, Ralf and Goßmann, Matthias and Raatschen, Hans-J{\"u}rgen and Temiz Artmann, Ayseg{\"u}l and Staat, Manfred},
  title     = {Simulation of cardiac cell-seeded membranes using the edge-based smoothed FEM},
  series = {Shell and membrane theories in mechanics and biology. (Advanced structured materials ; 45)},
  booktitle = {Shell and membrane theories in mechanics and biology. (Advanced structured materials ; 45)},
  publisher = {Springer},
  address   = {Heidelberg},
  isbn      = {978-3-319-02534-6 ; 978-3-319-02535-3},
  pages     = {187 -- 212},
  year      = {2015},
  abstract  = {We present an electromechanically coupled Finite Element model for cardiac tissue. It bases on the mechanical model for cardiac tissue of Hunter et al. that we couple to the McAllister-Noble-Tsien electrophysiological model of purkinje fibre cells. The corresponding system of ordinary differential equations is implemented on the level of the constitutive equations in a geometrically and physically nonlinear version of the so-called edge-based smoothed FEM for plates. Mechanical material parameters are determined from our own pressure-deflection experimental setup. The main purpose of the model is to further examine the experimental results not only on mechanical but also on electrophysiological level down to ion channel gates. Moreover, we present first drug treatment simulations and validate the model with respect to the experiments.},
  language  = {en}
}
@article{FrotscherMuanghongDursunetal.2016,
  author    = {Frotscher, Ralf and Muanghong, Danita and Dursun, G{\"o}zde and Goßmann, Matthias and Temiz Artmann, Ayseg{\"u}l and Staat, Manfred},
  title     = {Sample-specific adaption of an improved electro-mechanical model of in vitro cardiac tissue},
  series = {Journal of Biomechanics},
  volume    = {49},
  journal   = {Journal of Biomechanics},
  number    = {12},
  publisher = {Elsevier},
  address   = {Amsterdam},
  issn      = {0021-9290 (Print)},
  doi       = {10.1016/j.jbiomech.2016.01.039},
  pages     = {2428 -- 2435},
  year      = {2016},
  abstract  = {We present an electromechanically coupled computational model for the investigation of a thin cardiac tissue construct consisting of human-induced pluripotent stem cell-derived atrial, ventricular and sinoatrial cardiomyocytes. The mechanical and electrophysiological parts of the finite element model, as well as their coupling are explained in detail. The model is implemented in the open source finite element code Code_Aster and is employed for the simulation of a thin circular membrane deflected by a monolayer of autonomously beating, circular, thin cardiac tissue. Two cardio-active drugs, S-Bay K8644 and veratridine, are applied in experiments and simulations and are investigated with respect to their chronotropic effects on the tissue. These results demonstrate the potential of coupled micro- and macroscopic electromechanical models of cardiac tissue to be adapted to experimental results at the cellular level. Further model improvements are discussed taking into account experimentally measurable quantities that can easily be extracted from the obtained experimental results. The goal is to estimate the potential to adapt the presented model to sample specific cell cultures.},
  language  = {en}
}
@article{StaatKuehnHaugeretal.2004,
  author    = {Staat, Manfred and K{\"u}hn, R. and Hauger, W. and Sponagel, Stefan},
  title     = {An Interpretation of Wolff's Law},
  series = {Biomedizinische Technik. 49 (2004)},
  journal   = {Biomedizinische Technik. 49 (2004)},
  isbn      = {0932-4666},
  pages     = {1020 -- 1021},
  year      = {2004},
  language  = {de}
}
@article{StaatBaroudTopcuetal.2008,
  author    = {Staat, Manfred and Baroud, G. and Topcu, M. and Sponagel, Stefan},
  title     = {Soft Materials in Technology and Biology - Characteristics, Properties, and Parameter Identification},
  series = {Bioengineering in Cell and Tissue Research / Artmann, Gerhard M. ; Chien, Shu (Eds.)},
  journal   = {Bioengineering in Cell and Tissue Research / Artmann, Gerhard M. ; Chien, Shu (Eds.)},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {978-3-540-75408-4},
  pages     = {253 -- 315},
  year      = {2008},
  language  = {en}
}
@article{StaatSponagelNguyen2010,
  author    = {Staat, Manfred and Sponagel, Stefan and Nguyen, Nhu Huynh},
  title     = {Experiment and material model for soft tissue materials},
  series = {Constitutive models for rubber VI : proceedings of the sixth European Conference on Constitutive Models for Rubber, Dresden, Germany, 7 - 10 September 2009 / eds. Gert Heinrich ...},
  journal   = {Constitutive models for rubber VI : proceedings of the sixth European Conference on Constitutive Models for Rubber, Dresden, Germany, 7 - 10 September 2009 / eds. Gert Heinrich ...},
  publisher = {CRC Press},
  address   = {Boca Raton [u.a.]},
  isbn      = {978-0-415-56327-7},
  pages     = {465 -- 470},
  year      = {2010},
  language  = {en}
}
@article{KuehnHaugnerStaatetal.2004,
  author    = {K{\"u}hn, Raoul-Roman and Haugner, Werner and Staat, Manfred and Sponagel, Stefan},
  title     = {A Two Phase Mixture Model based on Bone Observation},
  year      = {2004},
  abstract  = {An optimization method is developed to describe the mechanical behaviour of the human cancellous bone. The method is based on a mixture theory. A careful observation of the behaviour of the bone material leads to the hypothesis that the bone density is controlled by the principal stress trajectories (Wolff's law). The basic idea of the developed method is the coupling of a scalar value via an eigenvalue problem to the principal stress trajectories. On the one hand this theory will permit a prediction of the reaction of the biological bone structure after the implantation of a prosthesis, on the other hand it may be useful in engineering optimization problems. An analytical example shows its efficiency.},
  subject      = {Knochen},
  language  = {en}
}
@article{DoorschodtSchreinemachersBehbahanietal.2011,
  author    = {Doorschodt, B. M. and Schreinemachers, M. C. J. M. and Behbahani, Mehdi and Florquin, S. and Weis, J. and Staat, Manfred and Tolba, R. H.},
  title     = {Hypothermic machine perfusion of kidney grafts: which pressure is preferred},
  series = {Annals of Biomedical Engineering. 39 (2011), H. 3},
  journal   = {Annals of Biomedical Engineering. 39 (2011), H. 3},
  publisher = {Springer},
  address   = {Berlin},
  isbn      = {1573-9686},
  pages     = {1051 -- 1059},
  year      = {2011},
  language  = {en}
}
@book{StaatDigelTrzewiketal.2024,
  author    = {Staat, Manfred and Digel, Ilya and Trzewik, J{\"u}rgen and Sielemann, Stefanie and Erni, Daniel and Zylka, Waldemar},
  title     = {Symposium Proceedings; 4th YRA MedTech Symposium 2024 : February 1 / 2024 / FH Aachen},
  publisher = {Universit{\"a}t Duisburg-Essen},
  address   = {Duisburg},
  organization    = {MedTech Symposium},
  isbn      = {978-3-940402-65-3},
  doi       = {10.17185/duepublico/81475},
  pages     = {40 Seiten},
  year      = {2024},
  language  = {en}
}
@article{StaatBallmann1988,
  author    = {Staat, Manfred and Ballmann, J.},
  title     = {Computation of impacts on elastic solids by methods of bicharacteristics},
  series = {Computational Mechanics '88 : theory and applications ; proceedings of the International Conference on Computational Engineering Science April 10-14, 1988, Atlanta, GA, USA ; vol. 2},
  journal   = {Computational Mechanics '88 : theory and applications ; proceedings of the International Conference on Computational Engineering Science April 10-14, 1988, Atlanta, GA, USA ; vol. 2},
  pages     = {1719 -- 1722},
  year      = {1988},
  abstract  = {Shock waves, explosions, impacts or cavitation bubble collapses may generate stress waves in solids causing cracks or unexpected dammage due to focussing, physical nonlinearity or interaction with existing cracks. There is a growing interest in wave propagation, which poses many novel problems to experimentalists and theorists.},
  subject      = {Bicharakteristikenverfahren},
  language  = {en}
}
@inproceedings{StaatSzelinskiHeitzer2001,
  author    = {Staat, Manfred and Szelinski, E. and Heitzer, Michael},
  title     = {Kollapsanalyse von l{\"a}ngsfehlerbehafteten Rohren und Beh{\"a}ltern},
  year      = {2001},
  abstract  = {Es werden verbesserte Kollapsanalysen von dickwandigen, mit axialen Oberfl{\"a}chenfehlern behafteten Rohren und Beh{\"a}ltern vorgeschlagen.},
  subject      = {Druckbeh{\"a}lter},
  language  = {de}
}
@inproceedings{StaatTranPham2008,
  author    = {Staat, Manfred and Tran, Thanh Ngoc and Pham, Phu Tinh},
  title     = {Limit and shakedown reliability analysis by nonlinear programming},
  year      = {2008},
  abstract  = {7th International Conference on Reliability of Materials and Structures (RELMAS 2008). June 17 - 20, 2008 ; Saint Petersburg, Russia. pp 354-358. Reprint with corrections in red Introduction Analysis of advanced structures working under extreme heavy loading such as nuclear power plants and piping system should take into account the randomness of loading, geometrical and material parameters. The existing reliability are restricted mostly to the elastic working regime, e.g. allowable local stresses. Development of the limit and shakedown reliability-based analysis and design methods, exploiting potential of the shakedown working regime, is highly needed. In this paper the application of a new algorithm of probabilistic limit and shakedown analysis for shell structures is presented, in which the loading and strength of the material as well as the thickness of the shell are considered as random variables. The reliability analysis problems may be efficiently solved by using a system combining the available FE codes, a deterministic limit and shakedown analysis, and the First and Second Order Reliability Methods (FORM/SORM). Non-linear sensitivity analyses are obtained directly from the solution of the deterministic problem without extra computational costs.},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {en}
}
@inproceedings{TranPhamStaat2008,
  author    = {Tran, Thanh Ngoc and Pham, Phu Tinh and Staat, Manfred},
  title     = {Reliability analysis of shells based on direct plasticity methods},
  year      = {2008},
  abstract  = {Abstracts der CD-Rom Proceedings of the 8th World Congress on Computational Mechanics (WCCM8) and 5th Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2008) 30.06. - 04.07.2008 Venedig, Italien. 2 Seiten Zusammenfassung der Autoren mit graph. Darst. und Literaturverzeichnis},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {en}
}
@inproceedings{HeitzerStaat2000,
  author    = {Heitzer, M. and Staat, Manfred},
  title     = {Direct FEM approach to design-by-analysis of pressurized components},
  year      = {2000},
  abstract  = {Abstracts of the ACHEMA 2000 - International Meeting on Chemical Engineering, Environmental Protection and Biotechnology, May 22 - 27, 2000. Frankfurt am Main. Achema 2000 : special edition / Linde. [Ed.: Linde AG. Red.: Volker R. Leski]. - Wiesbaden : Linde AG, 2000. - 56 p. : Ill., . - pp: 79 - 81},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {en}
}
@inproceedings{StaatHeitzerHicken1998,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M. and Hicken, E. F.},
  title     = {LISA, ein europ{\"a}isches Projekt zur direkten Berechnung der Tragf{\"a}higkeit duktiler Strukturen},
  year      = {1998},
  abstract  = {Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der Plastizit{\"a}t, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschr{\"a}nkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle f{\"u}r Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Anders als die klassische Behandlung nichtlinearer Probleme der Strukturmechanik f{\"u}hrt die Methode auf Optimierungsprobleme. Diese sind bei realistischen FEM-Modellen sehr groß. Das hat die industrielle Anwendung der Traglast- und Einspielanalysen stark verz{\"o}gert. Diese Situation wird durch das Brite-EuRam Projekt LISA grundlegend ge{\"a}ndert. Die Autoren m{\"o}chten der Europ{\"a}ischen Kommission an dieser Stelle f{\"u}r die F{\"o}rderung ausdr{\"u}cklich danken. In LISA entsteht auf der Basis des industriellen FEM-Programms PERMAS ein Verfahren zur direkten Berechnung der Tragf{\"a}higkeit duktiler Strukturen. Damit kann der Betriebsbereich von Komponenten und Bauwerken auf den plastischen Bereich erweitert werden, ohne den Aufwand gegen{\"u}ber elastischen Analysen wesentlich zu erh{\"o}hen. Die beachtlichen Rechenzeitgewinne erlauben Parameterstudien und die Berechnung von Interaktionsdiagrammen, die einen schnellen {\"U}berblick {\"u}ber m{\"o}gliche Betriebsbereiche vermitteln. Es zeigt sich, daß abh{\"a}ngig von der Komponente und ihren Belastungen teilweise entscheidende Sicherheitsgewinne zur Erweiterung der Betriebsbereiche erzielt werden k{\"o}nnen. Das Vorgehen erfordert vom Anwender oft ein gewisses Umdenken. Es werden keine Spannungen berechnet, um damit Sicherheit und Lebensdauer zu interpretieren. Statt dessen berechnet man direkt die gesuchte Sicherheit. Der Post-Prozessor wird nur noch zur Modell- und Rechenkontrolle ben{\"o}tigt. Das Vorgehen ist {\"a}nhlich der Stabilit{\"a}tsanalyse (Knicken, Beulen). Durch namhafte industrielle Projektpartner werden Validierung und die Anwendbarkeit auf eine breite Palette technischer Probleme garantiert. Die ebenfalls in LISA geplante Zuverl{\"a}ssigkeitsanalyse ist erst auf der Basis direkter Verfahren effektiv m{\"o}glich. Ohne Traglast- und Einspielanalyse ist plastische Strukturoptimierung auch heute kaum durchf{\"u}hrbar.},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {de}
}
@inproceedings{StaatHeitzer1997,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, Michael},
  title     = {Direkte FEM-Berechnung der Tragf{\"a}higkeit hochbeanspruchter passiver Komponenten},
  year      = {1997},
  abstract  = {Genaue Kenntnis der Spannungen und Verformungen in passiven Komponenten gewinnt man mit detailierten inelastischen FEM Analysen. Die lokale Beanspruchung l{\"a}ßt sich aber nicht direkt mit einer Beanspruchbarkeit im strukturmechanischen Sinne vergleichen. Konzentriert man sich auf die Frage nach der Tragf{\"a}higkeit, dann vereinfacht sich die Analyse. Im Rahmen der Plastizit{\"a}tstheorie berechnen Traglast- und Einspielanalyse die tragbaren Lasten direkt und exakt. In diesem Beitrag wird eine Implementierung der Traglast- und Einspiels{\"a}tze in ein allgemeines FEM Programm vorgestellt, mit der die Tragf{\"a}higkeit passiver Komponenten direkt berechnet wird. Die benutzten Konzepte werden in Bezug auf die {\"u}bliche Strukturanalyse erl{\"a}utert. Beispiele mit lokal hoher Beanspruchung verdeutlichen die Anwendung der FEM basierten Traglast- und Einspielanalysen. Die berechneten Interaktionsdiagramme geben einen guten {\"U}berblick {\"u}ber die m{\"o}glichen Betriebsbereiche passiver Komponenten. Die Traglastanalyse bietet auch einen strukturmechanischen Zugang zur Kollapslast rißbehafteter Komponenten aus hochz{\"a}hem Material.},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {de}
}
@inproceedings{StaatHeitzer1997,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, Michael},
  title     = {Limit and shakedown analysis for plastic design},
  year      = {1997},
  abstract  = {Limit and shakedown theorems are exact theories of classical plasticity for the direct computation of safety factors or of the load carrying capacity under constant and varying loads. Simple versions of limit and shakedown analysis are the basis of all design codes for pressure vessels and pipings. Using Finite Element Methods more realistic modeling can be used for a more rational design. The methods can be extended to yield optimum plastic design. In this paper we present a first implementation in FE of limit and shakedown analyses for perfectly plastic material. Limit and shakedown analyses are done of a pipe-junction and a interaction diagram is calculated. The results are in good correspondence with the analytic solution we give in the appendix.},
  subject      = {Einspielen <Werkstoff>},
  language  = {en}
}
@inproceedings{LangWirtzHeitzeretal.1999,
  author    = {Lang, H. and Wirtz, K. and Heitzer, Michael and Staat, Manfred and Oettel, R.},
  title     = {Zyklische Einspielversuche zur Verifikation von Shakedown-Analysen mittels FEM},
  year      = {1999},
  abstract  = {Im Rahmen von Erm{\"u}dungsanalysen ist nachzuweisen, daß die thermisch bedingten fortschreitenden Deformationen begrenzt bleiben. Hierzu ist die Abgrenzung des Shakedown-Bereiches (Einspielen) vom Ratchetting-Bereich (fortschreitende Deformation) von Interesse. Im Rahmen eines EU-gef{\"o}rderten Forschungsvorhabens wurden Experimente mit einem 4-Stab-Modell durchgef{\"u}hrt. Das Experiment bestand aus einem wassergek{\"u}hlten inneren Rohr und drei isolierten und beheizbaren {\"a}ußeren Probest{\"a}ben. Das System wurde durch alternierende Axialkr{\"a}fte, denen alternierende Temperaturen an den {\"a}ußeren St{\"a}ben {\"u}berlagert wurden, belastet. Die Versuchsparameter wurden teilweise nach vorausgegangenen Einspielanalysen gew{\"a}hlt. W{\"a}hrend der Versuchsdurchf{\"u}hrung wurden Temperaturen und Dehnungen zeitabh{\"a}ngig gemessen. Begleitend und nachfolgend zur Versuchsdurchf{\"u}hrung wurden die Belastungen und die daraus resultierenden Beanspruchungen nachvollzogen. Bei dieser inkrementellen elasto-plastischen Analyse mit dem Programm ANSYS wurden unterschiedliche Werkstoffmodelle angesetzt. Die Ergebnisse dieser Simulationsberechnung dienen dazu, die Shakedown-Analysen mittels FE-Methode zu verifizieren.},
  subject      = {Einspielen <Werkstoff>},
  language  = {de}
}
@inproceedings{StaatHeitzerHicken1999,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, Michael and Hicken, E. F.},
  title     = {LISA - ein europ{\"a}isches Projekt zur FEM-basierten Traglast- und Einspielanalyse},
  year      = {1999},
  abstract  = {Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der Plastizit{\"a}t, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschr{\"a}nkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle f{\"u}r Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Anders als die klassische Behandlung nichtlinearer Probleme der Strukturmechanik f{\"u}hrt die Methode auf Optimierungsprobleme. Diese sind bei realistischen FEM-Modellen sehr groß. Das hat die industrielle Anwendung der Traglast- und Einspielanalysen stark verz{\"o}gert. Diese Situation wird durch das Brite-EuRam Projekt LISA grundlegend ge{\"a}ndert. In LISA entsteht auf der Basis des industriellen FEM-Programms PERMAS ein Verfahren zur direkten Berechnung der Tragf{\"a}higkeit duktiler Strukturen. Damit kann der Betriebsbereich von Komponenten und Bauwerken auf den plastischen Bereich erweitert werden, ohne den Aufwand gegen{\"u}ber elastischen Analysen wesentlich zu erh{\"o}hen. Die beachtlichen Rechenzeitgewinne erlauben Parameterstudien und die Berechnung von Interaktionsdiagrammen, die einen schnellen {\"U}berblick {\"u}ber m{\"o}gliche Betriebsbereiche vermitteln. Es zeigt sich, daß abh{\"a}ngig von der Komponente und ihren Belastungen teilweise entscheidende Sicherheitsgewinne zur Erweiterung der Betriebsbereiche erzielt werden k{\"o}nnen. Das Vorgehen erfordert vom Anwender oft ein gewisses Umdenken. Es werden keine Spannungen berechnet, um damit Sicherheit und Lebensdauer zu interpretieren. Statt dessen berechnet man direkt die gesuchte Sicherheit. Der Post-Prozessor wird nur noch zur Modell- und Rechenkontrolle ben{\"o}tigt. Das Vorgehen ist {\"a}hnlich der Stabilit{\"a}tsanalyse (Knicken, Beulen). Durch namhafte industrielle Projektpartner werden Validierung und die Anwendbarkeit auf eine breite Palette technischer Probleme garantiert. Die ebenfalls in LISA entwickelten Zuverl{\"a}ssigkeitsanalysen sind nichlinear erst auf der Basis direkter Verfahren effektiv m{\"o}glich. Ohne Traglast- und Einspielanalyse ist plastische Strukturoptimierung auch heute kaum durchf{\"u}hrbar. Auf die vorgesehenen Erweiterungen der Werkstoffmodellierung f{\"u}r nichtlineare Verfestigung und f{\"u}r Sch{\"a}digung konnte hier nicht eingegangen werden. Es herrscht ein deutlicher Mangel an Experimenten zum Nachweis der Grenzen zwischen elastischem Einspielen und dem Versagen durch LCF oder durch Ratchetting.},
  subject      = {Einspielen <Werkstoff>},
  language  = {de}
}
@inproceedings{StaatHeitzerReindersetal.2001,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, Michael and Reinders, H. and Schubert, F.},
  title     = {Einspielen und Ratchetting bei Zug- und Torsionsbelastung: Analyse und Experimente},
  year      = {2001},
  abstract  = {Traglast- und Einspielanalysen sind vereinfachte doch exakte Verfahren der klassischen Plastizit{\"a}tstheorie, die neben ausreichender Verformbarkeit keine einschr{\"a}nkenden Voraussetzungen beinhalten. Die Vereinfachungen betreffen die Beschaffung der Daten und Modelle f{\"u}r Details der Lastgeschichte und des Stoffverhaltens. Eine FEM-basierte Traglast- und Einspielanalyse f{\"u}r ideal plastisches Material wurde auf ein kinematisch verfestigendes Materialgesetz erweitert und in das Finite Element Programm PERMAS implementiert. In einem einfachen Zug-Torsionsexperiment wurde eine Hohlprobe mit konstanter Torsion und zyklischer Zugbelastung beansprucht, um die neue Implementierung zu verifizieren. Es konnte gezeigt werden, dass die Einspielanalyse gut mit den experimentellen Ergebnissen {\"u}bereinstimmt. Bei Verfestigung lassen sich wesentlich gr{\"o}ßere Sicherheiten nachweisen. Dieses Potential bedarf weiterer experimenteller Absicherung. Parallel dazu ist die Eisnpieltheorie auf fortschrittliche Verfestigungsans{\"a}tze zu erweitern.},
  subject      = {Zug-Druck-Beanspruchung},
  language  = {de}
}
@inproceedings{BallmannRaatschenStaat1985,
  author    = {Ballmann, J. and Raatschen, Hans-J{\"u}rgen and Staat, Manfred},
  title     = {High stress intensities in focussing zones of waves},
  doi       = {10.1016/B978-0-444-42520-1.50015-3},
  year      = {1985},
  abstract  = {The propagation of mechanical waves in plates of isotropic elastic material is investigated. After a short introduction to the understanding of focussing of stress waves in a plate with a curved boundary the method of characteristics is applied to a plate of hyperelastic material. Using this method the propagation of acceleration waves is discussed. Based on this a numerical difference scheme is developed for solving initial-boundary-value problems and applied to two examples: propagation of a point disturbance in a homogeneously finitely strained non-linear elastic plate and geometrical focussing in al linear elastic plate.},
  subject      = {Technische Mechanik},
  language  = {en}
}
@inproceedings{TranNovacekTolbaetal.2011,
  author    = {Tran, Thanh Ngoc and Novacek, V. and Tolba, R. and Klinge, U. and Turquier, F. and Staat, Manfred},
  title     = {Experimental and Computational approach to study colorectal anastomosis. ISB2011, Proceedings of the XXIII Congress of the International Society of Biomechanics, Brussels, Belgium, July 3-7, 2011},
  year      = {2011},
  abstract  = {Summary: This paper presents a methodology to study and understand the mechanics of stapled anastomotic behaviors by combining empirical experimentation and finite element analysis. Performance of stapled anastomosis is studied in terms of leakage and numerical results which are compared to in vitro experiments performed on fresh porcine tissue. Results suggest that leaks occur between the tissue and staple legs penetrating through the tissue.},
  subject      = {Anastomose},
  language  = {en}
}
@article{LeversStaatLaack2011,
  author    = {Levers, A. and Staat, Manfred and Laack, Walter van},
  title     = {Analyse der Langzeitwirkung der MBST® KernspinResonanzTherapie bei Gonarthrose},
  year      = {2011},
  abstract  = {Originalausgabe: Orthop{\"a}dische Praxis Jg. 47. 2011 H. 11; S. 536-543. Mit freundlicher Genehmigung des Verlags Zusammenfassung: Auf der Basis von Patientenabfragen mittels Fragebogen zum Schmerzempfinden und zur Einschr{\"a}nkung bei Aktivit{\"a}ten des allt{\"a}glichen Lebens wird die Langzeitwirkung der MBST® KernspinResonanz-Therapie bei Gonarthrose untersucht. An der Studie nahmen 39 Patienten teil, bei denen die Therapie bis zu vier Jahre zur{\"u}ckliegt. Neben einer Gesamtbetrachtung wird der Erfolg auch in Abh{\"a}ngigkeit von Alter, Geschlecht und sportlicher Aktivit{\"a}t analysiert. Insgesamt weist die Studie auf eine anhaltende Verbesserung des Gesundheitszustands mit zum Teil deutlicher Schmerzlinderung auch noch nach vier Jahren hin, jedoch mit einer leichten Schmerzzunahme gegen Ende des Untersuchungszeitraums von vier Jahren. Eine tendenziell positivere Wirkung bei Frauen, {\"a}lteren Menschen oder auch sportlich nicht-aktiven Patienten l{\"a}sst auf eine m{\"o}gliche Beeinflussung des Erfolgs der Therapie durch ({\"U}ber-)Belastung im Alltag schließen. Ein zus{\"a}tzlich positiver Effekt der Therapie auf die Knochendichte ist ebenfalls denkbar, dies bleibt jedoch offen.},
  subject      = {Kniegelenkarthrose},
  language  = {de}
}
@article{GorissenStaatLaack2012,
  author    = {Gorissen, P. and Staat, Manfred and Laack, Walter van},
  title     = {Experimentelle Kraftmessungen als Beitrag zur Wirksamkeitsbeurteilung von Schienbeinschonern im Fußballsport},
  series = {OUP Zeitschrift f{\"u}r die orthop{\"a}dische und unfallchirurgische Praxis},
  volume    = {1},
  journal   = {OUP Zeitschrift f{\"u}r die orthop{\"a}dische und unfallchirurgische Praxis},
  number    = {1},
  publisher = {Deutscher {\"A}rzte-Verlag},
  address   = {K{\"o}ln},
  issn      = {2193-5785},
  doi       = {10.3238/oup.2012.0010-0015},
  pages     = {10 -- 15},
  year      = {2012},
  abstract  = {Diese Studie besch{\"a}ftigte sich mit der D{\"a}mpfungswirkung von Schienbeinschonern, wie sie beim Fußball zum Einsatz kommen. Sie wurde mit Hilfe eines Pendelhammers durchgef{\"u}hrt, der verschiedene Aufschlagkr{\"a}fte auf die Schoner erm{\"o}glichte. Dabei wurde deutlich, dass Schienbeinschoner die beste Wirkung bei Maximalkr{\"a}ften unterhalb von 5kN erreichen k{\"o}nnen, dass bei gr{\"o}ßerer Belastung allerdings Verbesserungsbedarf besteht. Hierf{\"u}r konnte, u.a. durch den Einsatz neuer Materialien, ein guter Ansatzpunkt im „ad{\"a}quaten Zusammenspiel von Schale und Polsterung" der Schoner gefunden werden. Die Untersuchung hat weiterhin gezeigt, dass zumindest teilweise eine deutliche Verbesserung der D{\"a}mpfungswirkung der Schienbeinschoner in den letzten Jahren erreicht werden konnte.},
  subject      = {Fußball},
  language  = {de}
}
@inproceedings{BurgazziFioriniDeMagistrisetal.1998,
  author    = {Burgazzi, L. and Fiorini, F. and De Magistris, W. (u.a.) and Lensa, W. von and Staat, Manfred and Altes, J.},
  title     = {Reliability Assessment of Passive Safety Systems},
  series = {Proceedings of the 6th International Conference on Nuclear Engineering : ICONE : May 10 - 14, 1998, San Diego, Calif.},
  booktitle = {Proceedings of the 6th International Conference on Nuclear Engineering : ICONE : May 10 - 14, 1998, San Diego, Calif.},
  publisher = {American Society of Mechanical Engineers},
  address   = {New York},
  year      = {1998},
  language  = {en}
}
@article{StaatFioriniLensaetal.1997,
  author    = {Staat, Manfred and Fiorini, G. L. and Lensa, W. von and Burgazzi, L.},
  title     = {Reliability Methods for Passive Safety Functions},
  series = {Proceedings of the SMiRT 14 Post Conference Seminar No 18 on Passive Safety Features in Nuclear Installations},
  journal   = {Proceedings of the SMiRT 14 Post Conference Seminar No 18 on Passive Safety Features in Nuclear Installations},
  address   = {Pisa},
  year      = {1997},
  language  = {en}
}
@article{StaatHeitzer1997,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M.},
  title     = {Limit and Shakedown Analysis for Plastic Safety of Complex Structures},
  series = {Transactions of the 14th International Conference on Structural Dynamics in Reactor Technology (SMiRT-14) / Livolant, M. [ed]},
  journal   = {Transactions of the 14th International Conference on Structural Dynamics in Reactor Technology (SMiRT-14) / Livolant, M. [ed]},
  address   = {Lyon},
  pages     = {33 -- 40},
  year      = {1997},
  language  = {en}
}
@article{StaatHeitzer1997,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M.},
  title     = {Limit and Shakedown Analysis Using a General Purpose Finite Element Code},
  series = {Proceedings of NAFEMS World Congress '97 on Design, Simulation \& Optimisation : reliability \& applicability of computational methods ; Stuttgart, Germany, 9 - 11 April 1997},
  journal   = {Proceedings of NAFEMS World Congress '97 on Design, Simulation \& Optimisation : reliability \& applicability of computational methods ; Stuttgart, Germany, 9 - 11 April 1997},
  publisher = {NAFEMS},
  address   = {Glasgow},
  isbn      = {1-87437-620-4},
  pages     = {522 -- 533},
  year      = {1997},
  language  = {en}
}
@article{Staat1996,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Problems and Chances for Probabilistic Fracture Mechanics in the Analysis of Steel Pressure Boundary Reliability},
  series = {Technical feasibility and reliability of passive safety systems for nuclear power plants. Proceedings of an Advisory Group Meeting held in J{\"u}lich, 21-24 November 1994},
  journal   = {Technical feasibility and reliability of passive safety systems for nuclear power plants. Proceedings of an Advisory Group Meeting held in J{\"u}lich, 21-24 November 1994},
  address   = {Vienna},
  pages     = {43 -- 55},
  year      = {1996},
  language  = {en}
}
@article{Staat1993,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Sensitivity of and Influences on the Reliability of an HTR-Module Primary Circuit Pressure Boundary},
  series = {Transactions of the 12th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-12) / Kussmaul, K. [ed]},
  journal   = {Transactions of the 12th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-12) / Kussmaul, K. [ed]},
  publisher = {Elsevier},
  address   = {Amsterdam},
  isbn      = {0-444-81515-5},
  pages     = {147 -- 152},
  year      = {1993},
  language  = {en}
}
@article{Staat1993,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Reliability of the Primary Circuit Pressure Boundary of an HTR-Module under Accident Conditions},
  series = {Safety and reliability assessment : an integral approach ; ESREL'93 ; proceedings of the European Safety and Reliability Conference, Munich, Germany, May 10th - 12th 1993 / Kafka, P. [ed]},
  journal   = {Safety and reliability assessment : an integral approach ; ESREL'93 ; proceedings of the European Safety and Reliability Conference, Munich, Germany, May 10th - 12th 1993 / Kafka, P. [ed]},
  publisher = {Elsevier},
  address   = {Amsterdam},
  isbn      = {0-444-81561-9},
  pages     = {331 -- 342},
  year      = {1993},
  language  = {en}
}
@article{Staat1992,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Probabilistische Bewertung des bruchmechanischen Verhaltens der Prim{\"a}rkreisdruckumschließung eines HTR-Moduls},
  year      = {1992},
  language  = {de}
}
@article{Staat1991,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Versagenswahrscheinlichkeit der Prim{\"a}rkreisdruckumschließung eines HTR-Moduls zur Prozeßw{\"a}rmegewinnung unter St{\"o}rfallbedingungen bei verschiedenen Versagensmoden},
  year      = {1991},
  language  = {de}
}
@article{Staat2002,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Some Achievements of the European Project LISA for FEM Based Limit and Shakedown Analysis},
  series = {Computational mechanics : developments and applications, 2002 : presented at the 2002 ASME Pressure Vessels and Piping Conference, Vancouver, British Columbia, Canada, August 5 - 9. / Badie, N. [ed]},
  journal   = {Computational mechanics : developments and applications, 2002 : presented at the 2002 ASME Pressure Vessels and Piping Conference, Vancouver, British Columbia, Canada, August 5 - 9. / Badie, N. [ed]},
  publisher = {American Society of Mechanical Engineers},
  address   = {New York},
  isbn      = {0791846520},
  pages     = {177 -- 185},
  year      = {2002},
  language  = {en}
}
@article{StaatHeitzer2000,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M.},
  title     = {Traglastanalyse - ein strukturmechanisches Verfahren zur Beurteilung von gerissenen Bauteilen und Verbindungen},
  series = {Festigkeits- und Bruchverhalten von F{\"u}geverbindungen : 32. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorg{\"a}nge ; 22. und 23. Februar 2000 in Berlin / Richard, H. A. [Hrsg]},
  journal   = {Festigkeits- und Bruchverhalten von F{\"u}geverbindungen : 32. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorg{\"a}nge ; 22. und 23. Februar 2000 in Berlin / Richard, H. A. [Hrsg]},
  publisher = {Deutscher Verband f{\"u}r Materialforschung und -pr{\"u}fung},
  address   = {Berlin},
  pages     = {183 -- 192},
  year      = {2000},
  language  = {de}
}
@article{StaatHeitzer2000,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M.},
  title     = {Reliability Analysis of Elasto-Plastic Structures under Variable Loads},
  series = {Inelastic analysis of structures under variable loads : theory and engineering applications / Maier, G.; Weichert, D. [ed]},
  journal   = {Inelastic analysis of structures under variable loads : theory and engineering applications / Maier, G.; Weichert, D. [ed]},
  publisher = {Kluwer Academic Publ.},
  address   = {Dordrecht},
  isbn      = {0-7923-6645-X},
  pages     = {269 -- 288},
  year      = {2000},
  language  = {en}
}
@article{StaatHeitzer2000,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M.},
  title     = {Direct FEM approach to design-by-analysis of pressurized components},
  series = {Achema 2000 : Sonderausgabe / Linde. [Hrsg.: Linde AG. Red.: Volker R. Leski]},
  journal   = {Achema 2000 : Sonderausgabe / Linde. [Hrsg.: Linde AG. Red.: Volker R. Leski]},
  publisher = {Linde AG},
  address   = {Wiesbaden},
  pages     = {79 -- 81},
  year      = {2000},
  language  = {de}
}
@book{StaatHeitzerYanetal.2000,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M. and Yan, Ai-Min and Khoi, Vu Duc and Nguyen, Dang Hung and Valdoire, F. and Lahousse, A.},
  title     = {Limit Analysis of Defects},
  publisher = {Forschungszentrum J{\"u}lich},
  address   = {J{\"u}lich},
  issn      = {0944-2952},
  pages     = {89 S.},
  year      = {2000},
  language  = {en}
}
@article{StaatHeitzer1999,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M.},
  title     = {Structural Reliability Analysis of Elasto-Plastic Structures},
  series = {Safety and reliability : proceedings of ESREL '99, the Tenth European Conference on Safety and Reliability, Munich-Garching, Germany, 13 - 17 September 1999 / Schu{\"e}ller, G. I.; Kafka, P. [eds]},
  journal   = {Safety and reliability : proceedings of ESREL '99, the Tenth European Conference on Safety and Reliability, Munich-Garching, Germany, 13 - 17 September 1999 / Schu{\"e}ller, G. I.; Kafka, P. [eds]},
  publisher = {Balkema},
  address   = {Rotterdam},
  isbn      = {90-5809-109-0},
  pages     = {513 -- 518},
  year      = {1999},
  language  = {en}
}
@article{StaatHeitzerHicken1998,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M. and Hicken, E.F.},
  title     = {LISA, ein europ{\"a}isches Projekt zur direkten Berechnung der Tragf{\"a}higkeit duktiler Strukturen.},
  year      = {1998},
  language  = {de}
}
@article{Staat1991,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Versagenswahrscheinlichkeit der Prim{\"a}rkreisdruckumschließung eines HTR-Moduls zur Prozeßw{\"a}rmegewinnung unter St{\"o}rfallbedingungen},
  series = {Jahrestagung Kerntechnik '91 / Kerntechnische Gesellschaft e.V. ; Deutsches Atomforum e.V},
  journal   = {Jahrestagung Kerntechnik '91 / Kerntechnische Gesellschaft e.V. ; Deutsches Atomforum e.V},
  publisher = {INFORUM},
  address   = {Bonn},
  pages     = {123 -- 126},
  year      = {1991},
  language  = {de}
}
@article{StaatWoltersBongartsetal.1990,
  author    = {Staat, Manfred and Wolters, J and Bongarts, W. and Hennings, W. (u.a.)},
  title     = {{\"U}berarbeitete probabilistisch orientierte Sicherheitsanalyse f{\"u}r den HTR-Modul},
  series = {Jahrestagung Kerntechnik '90 / Kerntechnische Gesellschaft e.V. ; Deutsches Atomforum e.V},
  journal   = {Jahrestagung Kerntechnik '90 / Kerntechnische Gesellschaft e.V. ; Deutsches Atomforum e.V},
  publisher = {INFORUM},
  address   = {Bonn},
  pages     = {143 -- 146},
  year      = {1990},
  language  = {de}
}
@article{StaatBallmann1989,
  author    = {Staat, Manfred and Ballmann, J.},
  title     = {Zur Problematik tensorieller Verallgemeinerungen einachsiger nichtlinearer Materialgesetze},
  series = {Zeitschrift f{\"u}r angewandte Mathematik und Mechanik : ZAMM. 69 (1989), H. 2},
  journal   = {Zeitschrift f{\"u}r angewandte Mathematik und Mechanik : ZAMM. 69 (1989), H. 2},
  isbn      = {0946-8463},
  doi       = {10.1515/9783112553169-006},
  pages     = {73 -- 81},
  year      = {1989},
  language  = {de}
}
@article{StaatBallmann1988,
  author    = {Staat, Manfred and Ballmann, J.},
  title     = {Wave Propagation and Focussing in Plates},
  series = {Impact loading and dynamic behaviour of materials : Papers presented at the International Conference on Impact Loading and Dynamic Behaviour of Materials, Vol. 2 / Chiem, C. Y.; Kunze, L. (u.a.) [eds]},
  journal   = {Impact loading and dynamic behaviour of materials : Papers presented at the International Conference on Impact Loading and Dynamic Behaviour of Materials, Vol. 2 / Chiem, C. Y.; Kunze, L. (u.a.) [eds]},
  publisher = {DGM Informationsges.},
  address   = {Oberursel},
  year      = {1988},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Staat1987,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Nichtlineare Wellen in elastischen Scheiben},
  address   = {Aachen},
  pages     = {VIII, 197 S. : graph. Darst.},
  year      = {1987},
  language  = {de}
}
@article{Staat1987,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Anisotrope Wellenausbreitung in isotropen hyperelastischen Scheiben},
  series = {Zeitschrift f{\"u}r angewandte Mathematik und Mechanik : ZAMM. 67 (1987), H. 4},
  journal   = {Zeitschrift f{\"u}r angewandte Mathematik und Mechanik : ZAMM. 67 (1987), H. 4},
  isbn      = {0946-8463},
  pages     = {T241 -- T243},
  year      = {1987},
  language  = {de}
}
@article{StaatHeitzerLangetal.2005,
  author    = {Staat, Manfred and Heitzer, M. and Lang, H. and Wirtz, K.},
  title     = {Direct Finite Element Route for Design-by-Analysis of Pressure Components},
  series = {International Journal of Pressure Vessels and Piping. 82 (2005), H. 1},
  journal   = {International Journal of Pressure Vessels and Piping. 82 (2005), H. 1},
  isbn      = {0308-0161},
  pages     = {61 -- 67},
  year      = {2005},
  language  = {en}
}
@article{Staat2004,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Plastic collapse analysis of longitudinally flawed pipes and vessels},
  series = {Nuclear Engineering and Design. 234 (2004), H. 1-3},
  journal   = {Nuclear Engineering and Design. 234 (2004), H. 1-3},
  isbn      = {0029-5493},
  pages     = {25 -- 43},
  year      = {2004},
  language  = {en}
}