@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{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{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{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{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{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{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{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{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{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{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{TranStaatKreissig2007,
  author    = {Tran, Thanh Ngoc and Staat, Manfred and Kreißig, R.},
  title     = {Finite element shakedown and limit reliability analysis of thin shells},
  year      = {2007},
  abstract  = {A procedure for the evaluation of the failure probability of elastic-plastic thin shell structures is presented. The procedure involves a deterministic limit and shakedown analysis for each probabilistic iteration which is based on the kinematical approach and the use the exact Ilyushin yield surface. Based on a direct definition of the limit state function, the non-linear problems may be efficiently solved by using the First and Second Order Reliabiblity Methods (Form/SORM). This direct approach reduces considerably the necessary knowledge of uncertain technological input data, computing costs and the numerical error. In: Computational plasticity / ed. by Eugenio Onate. Dordrecht: Springer 2007. VII, 265 S. (Computational Methods in Applied Sciences ; 7) (COMPLAS IX. Part 1 . International Center for Numerical Methods in Engineering (CIMNE)). ISBN 978-1-402-06576-7 S. 186-189},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {en}
}
@inproceedings{TranStaatKreissig2007,
  author    = {Tran, Thanh Ngoc and Staat, Manfred and Kreißig, R.},
  title     = {Calculation of load carrying capacity of shell structures with elasto-plastic material by direct methods},
  year      = {2007},
  abstract  = {Proceedings of the International Conference on Material Theory and Nonlinear Dynamics. MatDyn. Hanoi, Vietnam, Sept. 24-26, 2007, 8 p. In this paper, a method is introduced to determine the limit load of general shells using the finite element method. The method is based on an upper bound limit and shakedown analysis with elastic-perfectly plastic material model. A non-linear constrained optimisation problem is solved by using Newton's method in conjunction with a penalty method and the Lagrangean dual method. Numerical investigation of a pipe bend subjected to bending moments proves the effectiveness of the algorithm.},
  subject      = {Finite-Elemente-Methode},
  language  = {en}
}
@inproceedings{StaatBallmann1989,
  author    = {Staat, Manfred and Ballmann, J.},
  title     = {Fundamental aspects of numerical methods for the propagation of multi-dimensional nonlinear waves in solids},
  series = {Nonlinear hyperbolic equations : theory, computations methods, and applications ; proceedings of the 2nd International Conference on Nonlinear Hyperbolic Problems, Aachen},
  booktitle = {Nonlinear hyperbolic equations : theory, computations methods, and applications ; proceedings of the 2nd International Conference on Nonlinear Hyperbolic Problems, Aachen},
  pages     = {574 -- 588},
  year      = {1989},
  abstract  = {The nonlinear scalar constitutive equations of gases lead to a change in sound speed from point to point as would be found in linear inhomogeneous (and time dependent) media. The nonlinear tensor constitutive equations of solids introduce the additional local effect of solution dependent anisotropy. The speed of a wave passing through a point changes with propagation direction and its rays are inclined to the front. It is an open question whether the widely used operator splitting techniques achieve a dimensional splitting with physically reasonable results for these multi-dimensional problems. May be this is the main reason why the theoretical and numerical investigations of multi-dimensional wave propagation in nonlinear solids are so far behind gas dynamics. We hope to promote the subject a little by a discussion of some fundamental aspects of the solution of the equations of nonlinear elastodynamics. We use methods of characteristics because they only integrate mathematically exact equations which have a direct physical interpretation.},
  subject      = {Nichtlineare Welle},
  language  = {en}
}
@inproceedings{Staat2006,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Problems and chances for probabilistic fracture mechanics in the analysis of steel pressure boundary reliability. - {\"U}berarb. Ausg.},
  year      = {2006},
  abstract  = {In: 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. - Vienna , 1996. - Seite: 43 - 55 IAEA-TECDOC-920 Abstract: It is shown that the difficulty for probabilistic fracture mechanics (PFM) is the general problem of the high reliability of a small population. There is no way around the problem as yet. Therefore what PFM can contribute to the reliability of steel pressure boundaries is demon­strated with the example of a typical reactor pressure vessel and critically discussed. Although no method is distinguishable that could give exact failure probabilities, PFM has several addi­tional chances. Upper limits for failure probability may be obtained together with trends for design and operating conditions. Further, PFM can identify the most sensitive parameters, improved control of which would increase reliability. Thus PFM should play a vital role in the analysis of steel pressure boundaries despite all shortcomings.},
  subject      = {Bruchmechanik},
  language  = {en}
}
@misc{StaatBarry2006,
  author    = {Staat, Manfred and Barry, Steve},
  title     = {Continuum Mechanics with an Introduction to the Finite Element Method / Steve Barry; Manfred Staat. With extensions by Manfred Staat.},
  year      = {2006},
  abstract  = {Contents: 1 Introduction 2 One Dimensional Continuum Mechanics 3 Tensors 4 Three Dimensional Stress and Strain 5 Conservation Laws 6 Contiunuum Modelling 7 Plain Problems 8 Questions 9 Reference Information},
  subject      = {Technische Mechanik},
  language  = {en}
}
@misc{Staat2006,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Engineering Mechanics. Lecture Notes. 2nd edition, translation of the 3rd corrected and extended German edition of "Technische Mechanik"},
  year      = {2006},
  abstract  = {English translation of the corrected lectures notes of Sebastian Kr{\"a}mer. Contents 0 Introduction to Mechanics 1 Statics of Rigid Bodies 2 Elastostatics (Strength of Materials) 3 Kinematics 4 Kinetics Literature},
  subject      = {Technische Mechanik},
  language  = {en}
}
@misc{Staat2006,
  author    = {Staat, Manfred},
  title     = {Technische Mechanik. Vorlesungsmitschrift. Korrigierter Nachdr. der 3. Aufl.},
  year      = {2006},
  abstract  = {{\"U}berarbeitete, korrigierte und erg{\"a}nzte Version einer Vorlesungsmitschrift von Sebastian Kr{\"a}mer. 172 S. Inhaltsverzeichnis 0 Einf{\"u}hrung in die Mechanik 1 Statik starrer K{\"o}rper 2 Elastostatik (Festigkeitslehre) 3 Kinematik 4 Kinetik Literatur},
  subject      = {Technische Mechanik},
  language  = {de}
}
@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}
}