@inproceedings{DuongNguyenStaat2012, author = {Duong, Minh Tuan and Nguyen, Nhu Huynh and Staat, Manfred}, title = {Numerical stability enhancement of modeling hyperelastic materials}, series = {Proceedings European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012)}, booktitle = {Proceedings European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012)}, editor = {Eberhardsteiner, J.}, year = {2012}, language = {en} } @inproceedings{JungFrotscherStaat2018, author = {Jung, Alexander and Frotscher, Ralf and Staat, Manfred}, title = {Electromechanical model of hiPSC-derived ventricular cardiomyocytes cocultured with fibroblasts}, series = {6th European Conference on Computational Mechanics (ECCM 6), 7th European Conference on Computational Fluid Dynamics (ECFD 7), 11-15 June 2018, Glasgow, UK}, booktitle = {6th European Conference on Computational Mechanics (ECCM 6), 7th European Conference on Computational Fluid Dynamics (ECFD 7), 11-15 June 2018, Glasgow, UK}, pages = {11 Seiten}, year = {2018}, abstract = {The CellDrum provides an experimental setup to study the mechanical effects of fibroblasts co-cultured with hiPSC-derived ventricular cardiomyocytes. Multi-scale computational models based on the Finite Element Method are developed. Coupled electrical cardiomyocyte-fibroblast models (cell level) are embedded into reaction-diffusion equations (tissue level) which compute the propagation of the action potential in the cardiac tissue. Electromechanical coupling is realised by an excitation-contraction model (cell level) and the active stress arising during contraction is added to the passive stress in the force balance, which determines the tissue displacement (tissue level). Tissue parameters in the model can be identified experimentally to the specific sample.}, language = {en} } @inproceedings{KahmannUschokWegmannetal.2018, author = {Kahmann, Stephanie Lucina and Uschok, Stephan and Wegmann, Kilian and M{\"u}ller, Lars-P. and Staat, Manfred}, title = {Biomechanical multibody model with refined kinematics of the elbow}, series = {6th European Conference on Computational Mechanics (ECCM 6), 7th European Conference on Computational Fluid Dynamics (ECFD 7), 11-15 June 2018, Glasgow, UK}, booktitle = {6th European Conference on Computational Mechanics (ECCM 6), 7th European Conference on Computational Fluid Dynamics (ECFD 7), 11-15 June 2018, Glasgow, UK}, pages = {11 Seiten}, year = {2018}, abstract = {The overall objective of this study is to develop a new external fixator, which closely maps the native kinematics of the elbow to decrease the joint force resulting in reduced rehabilitation time and pain. An experimental setup was designed to determine the native kinematics of the elbow during flexion of cadaveric arms. As a preliminary study, data from literature was used to modify a published biomechanical model for the calculation of the joint and muscle forces. They were compared to the original model and the effect of the kinematic refinement was evaluated. Furthermore, the obtained muscle forces were determined in order to apply them in the experimental setup. The joint forces in the modified model differed slightly from the forces in the original model. The muscle force curves changed particularly for small flexion angles but their magnitude for larger angles was consistent.}, language = {en} } @inproceedings{BhattaraiFrotscherStaat2015, author = {Bhattarai, Aroj and Frotscher, Ralf and Staat, Manfred}, title = {Biomechanical study of the female pelvic floor dysfunction using the finite element method}, series = {Conference proceedings of the YIC GACM 2015 : 3rd ECCOMAS Young Investigators Conference and 6th GACM Colloquium on Computational Mechanics , Aachen , Germany, 20.07.2015 - 23.07.2015 / ed.: Stefanie Elgeti ; Jaan-Willem Simon}, booktitle = {Conference proceedings of the YIC GACM 2015 : 3rd ECCOMAS Young Investigators Conference and 6th GACM Colloquium on Computational Mechanics , Aachen , Germany, 20.07.2015 - 23.07.2015 / ed.: Stefanie Elgeti ; Jaan-Willem Simon}, publisher = {RWTH Aachen University}, address = {Aachen}, organization = {ECCOMAS Young Investigators Conference <3, 2015, Aachen>}, pages = {1 -- 4}, year = {2015}, language = {en} } @inproceedings{TranTranMatthiesetal.2016, author = {Tran, Ngoc Trinh and Tran, Thanh Ngoc and Matthies, H. G. and Stavroulakis, G. E. and Staat, Manfred}, title = {Shakedown analysis of plate bending analysis under stochastic uncertainty by chance constrained programming}, series = {ECCOMAS Congress 2016, VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering. Crete Island, Greece, 5-10 June 2016}, booktitle = {ECCOMAS Congress 2016, VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering. Crete Island, Greece, 5-10 June 2016}, editor = {Papadrakakis, M.}, pages = {13 S.}, year = {2016}, language = {en} } @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 }, language = {de} } @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{JungStaatMueller2014, author = {Jung, Alexander and Staat, Manfred and M{\"u}ller, Wolfram}, title = {Optimization of the flight style in ski jumping}, series = {11th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI) ; 5th European Conference on Computational Mechanics (ECCM V) ; 6th European Conference on Computational Fluid Dynamics (ECFD VI) ; July 20 - 25, 2014, Barcelona}, booktitle = {11th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI) ; 5th European Conference on Computational Mechanics (ECCM V) ; 6th European Conference on Computational Fluid Dynamics (ECFD VI) ; July 20 - 25, 2014, Barcelona}, editor = {Onate, E.}, organization = {World Congress on Computational Mechanics <11, 2014, Barcelona>}, pages = {799 -- 810}, year = {2014}, 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{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} }