Entwicklung methodischer und theoretischer Grundlagen für den Transfer des lastadaptiven Leichtbauprinzips der Natur in technische Anwendungen – gefördert durch die Mercator Stiftung
Im Muskelskelettsystem der Wirbeltiere finden sich verschiedene Leichtbauprinzipien, die sowohl im Einzelnen als auch in ihrem Zusammenwirken nicht vollständig verstanden sind. Im Speziellen benannt werden können die funktionelle Anpassung knöcherner Strukturen an ihre Beanspruchungen, die aktive Biegeminimierung durch Zuggurtungen im Muskelskelettsystem, die hydrodynamischen Effekte auf verschieden strukturellen Ebenen des Knochens und die inhomogene Masseverteilung im Knochen.
Mit dem Ziel, das Potential des biologischen Leichtbaus für technische Anwendungen zu erschließen, werden im Rahmen einer Gemeinschaftsinitiative der Universitätsallianz Ruhr die Kompetenzen des Lehrstuhls für Produktentwicklung der Ruhr-Universität Bochum und des Lehrstuhls für Mechanik, Statik und Dynamik der TU Dortmund in einem interdisziplinarem Forschungsverbund zusammengeführt. Im Rahmen des Projekts sollen grundlegende Erkenntnisse über den Aufbau, die Prozesse und die Leichtbaustrategien auf verschiedenen Ordnungsebenen gewonnen werden, systematisch aufgearbeitet und schließlich quantifiziert werden. Hierzu werden die Prinzipien ganzheitlich und integrativ auf Grundlage experimenteller Untersuchungen und invers-dynamischer Berechnungen unter Anwendung mehrphasiger Materialtheorien simuliert.
Die Initiative wird durch die Mercator Stiftung gefördert und hat eine Laufzeit von Februar 2015 bis Januar 2018.