Prof. Thomas Böhlke
Lukas Speichinger (M.Sc.)
Kooperationspartner:
Prof. Ralf Förster, Berliner Hochschule für Technik (BHT)

Methodischer Schwerpunkt: Theorie und Numerik
Vertiefung im Fach Mechanik gewünscht
FEM Kenntnisse notwendig

M.Sc. Lukas Speichinger

Themenbeschreibung:

Bambus zeichnet sich durch eine hohe Wachstumsrate und mechanische Eigenschaften vergleichbar mit denen von Holz aus. Daher erlangt Bambus großes Interesse als nachhaltiger Baustoff und effizienter CO2-
Absorber. Das Material besitzt eine hierarchische Struktur und weist ein inhomogenes sowie anisotropes Verhalten auf. Auf der makroskopischen Strukturebene wird der Bambushalm betrachtet, der sich in mehrere, rohrförmige Internodien aufteilt. An den Verbindungsstellen der Internodien, Knoten genannt, werden die Ho hlräume der Internodien (Lacuna) über Scheidewände (Septa) voneinander abgegrenzt. DieHalmwand kann auf mesoskopischer Strukturebene als Faserverbundwerkstoff beschrieben werden. DieBambus-Fasern, vaskuläre B ündel genannt, verlaufen in den Internodien unidirektional und verzweigen sich in den Knoten. Außerdem steigt der Faseranteil in der Halmwand von innen nach außen hin an, sodass die makroskopische Steifigkeit der Halmwand inhomogen verteilt ist. Das Matrix- und Fasermaterial der Halmwand weisen eine pflanzentypische Zellstruktur auf, die auf Mikro-Skala vorliegt. Die Nanostruktur von Bambus ist durch die Struktur der Zellwand bestimmt. Jeder Ebene lassen sich Material- und Struktureigenschaften zuweisen, die über mikromechanische Methoden überführbar sind.
 

Ziel dieser Arbeit soll es sein sich alleine oder im Team mit einem Teilgebiet des gesamten Struktur- und Materialkomplex von Bambus zu beschäftigen. Die folgenden Themen sind beispielhaft gelistet und können nach Interesse angepasst werden:
- Makromodellierung eines Bambushalms
- Charakterisierung der Faserstrukur in Knoten
- exp. Charakterisierung der thermo-visko-
- elastischen Materialeigenschaften
- Charakterisierung und Rekonstruktion der
- Zellstruktur inklusive Zellwand
- Implementierung anisotroper Tessellierungen