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Chair for Dynamics/Mechatronics
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Prof. Wolfgang Seemann
Prof. Carsten Proppe
Prof. Alexander Fidlin

 

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Kaiserstraße 10
Gebäude: 10.23, 2. OG
76131 Karlsruhe

Sekretariat:
Tel:  +49 721 608-42397
Tel:  +49 721 608-42659
Fax: +49 721 608-46070
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Quick guide Dynamics/Mechatronics
Dipl.-Ing. Daniel Schwarzer

Dr.-Ing. Dipl.-Ing.-Päd. Daniel Schwarzer

Office Hours: bei Bedarf
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Beruflicher Steckbrief

 

 

 1999 Abitur am Gymnasium Unterrieden in Sindelfingen
 1999-2005 Studium des Maschinenbaus (Fachrichtung "Theoretischer Maschinenbau") an der Universität Karlsruhe (TH). Abschluss am 05. April 2005
Auszeichnung mit dem Carl-Benz-Preis der Fakultät für Maschinenbau und dem Diplomandenpreis der SEW-Eurodrive-Stiftung
 2003 sechsmonatiges Studium an der Kungliga Tekniska Högskolan in Stockholm, Schweden
 2004 Studienarbeit für FE-Design GmbH
   
 2004 Abschluss des Nebenfachs "Betriebspädagogik" an der Universität Karlsruhe (TH)
 2004 Erwerb der Eignung zum Ausbilder
   
 1999 Grundpraktikum DaimlerChrysler AG, Werk Untertürkheim
 2002 Praktikum in der PKW-Entwicklung Crashberechnung DaimlerChrysler AG MTC, Werk Sindelfingen
   
 2001-2005 Hilfswissenschaftlicher Mitarbeiter am Mathematischen Institut II (insgesamt 7 Semester)
   
 seit 2005 Wissenschaftliche Mitarbeiter am Institut für Technische Mechanik
Mitglied der Arbeitsgruppe "Stochastische Dynamik" des
Instituts für Wissenschaftliches Rechnen und Mathematische Modellbildung (IWRMM)

Lehrveranstaltungen

 WS 2009/2010:   - Betreuung des Mechatronik-Praktikums
 WS 2008/2009:   - Betreuung des Mechatronik-Praktikums
 SS 2008:   - Übungen zur Mathematischen Methoden der Schwingungslehre
WS 2007/2008:     - Maschinendynamik
SS 2007:   - Übungen zu Technischen Mechanik III,2 (mit H. Hetzler)
- Tutorials of Engineering Mechanics III,2
- Wellenausbreitung
WS 2006/2007:   - Übungen zu Technischen Mechanik III,1 (mit H. Hetzler)
- Tutorials of Engineering Mechanics III,1
SS 2006:   - Übungen zu Technischen Mechanik II für Wirtschaftsingenieure, Etec, Mage
WS 2005/2006:   - Übungen zu Technischen Mechanik I für Wirtschaftsingenieure
- Übungen zu Mathematische Methoden der Dynamik (mit H. Hetzler)

Forschungsgebiet

Erstellung eines Simulationsmodells für Metallschäume

Anwendung: Vorhersage der Eigenfrequenzen und Formen 

 

Allgemein:

Auf Grund ihrer zahlreichen nützlichen Eigenschaften  z.B. zur Gewichtsreduktion im Leichtbau und auf Grund ihres exzellenten Energie- Absorption- Verhaltens spielen Metallschäume eine immer wichtigere Rolle. In der Automobil-Industrie zum Beispiel, werden Schäume immer häufiger in den tragenden und Crash-relevanten Strukturen eingesetzt.

Versuche an Strukturen aus Metallschäumen zeigen für das Verformungs- und Versagensverhalten eine große Streuung der Messwerte und einen ausgeprägten Größeneffekt in der Standardabweichung. Als Ursache werden Inhomogenitäten der Mikrostruktur, die sich als Dichteschwankungen und Defekten der Zellstruktur ausdrücken, angenommen.

Allgemeines Ziel ist die Erstellung eines Simulationsmodells, welches diese Inhomogenitäten auf der Mikroebene erfasst und dadurch die Streuungen im makroskopischen Verhalten abbildet. Dabei spielen folgende Bereiche eine Rolle:
- Verformungsverhalten
- Simulationsmethodik auf verschiedenen Skalen
- Multiskalensimulation
- Rechnergestützte Dynamik
- Kontinuumsmechanik
- stochastische Mechanik

Mesoebene:

Auf der Mesoebene wurde ein dreidimensionales Simulationsmodell für sowohl offen-porige als auch geschlossenporige Metallschäume entwickelt, das Schaumstrukturen über drei verschiede Ansätze (Kelvin-Zellen, gestörte Kelvin-Zellen, Voronoi-Tesselation) generiert und ihre linear-elastischen Eigenschaften berechnen kann.

Mit Hilfe dieses Simulationsmodells ist der Einfluss von Erweiterungen wie zum Beispiel Vorverformtheit der Zellstege und Zellflächen oder deren nicht konstante Querschnittsflächen untersucht worden. Desweiteren wurden Inhomogenitäten wie Fehlstellen und teilweise geschlossene Zellen abgebildet.

Damit ist die Vorhersage der Verteilungen und der Auto- und Kreuzkorrelationen der einzelnen mechanischen Parameter möglich.

 

 

 

Makroebene:

Mit Hilfe der Verteilungen und der Korrelationsfunktion ist es nun möglich das Materialverhalten und seine Streuung auf der Makroebene abzubilden. Dazu werden Methoden aus der Stochastischen Mechanik (Karhunen-Loeve-Zerlegung, Stochastisches Ritzverfahren, stochastische Störungsrechnung) verwendet.
Eine beispielhafte Anwendung dieses Verfahrens ist die Vorhersage der Eigenfrequenzen und deren Streuungen von Balken aus Metallschaum.
Die getroffenen Aussagen werden mittels Experimente am Institut validiert.

 

 

Sie suchen eine Studien- oder Diplomarbeit?
Im Zuge dieses Vorhabens werden verschiedene Studien- und Diplomarbeiten angeboten. Die Aufgabenstellungen können dabei analytischer Natur sein; es werden aber auch Arbeiten vergeben, die auf die Verwendung kommerzieller Software (wie z.B. FEM) abzielen. Sprechen Sie mich einfach an!

abgeschlossene oder vergebene Studien- und Diplomarbeiten
undefined title chair time type
  Strukturmechanik, Experiment ab sofort Studienarbeit
  Metallschäume ab sofort Studienarbeit
  vergeben Diplomarbeit
  Metallschäume (ab sofort) Studienarbeit
  Biomechanik ab sofort Diplomarbeit
  Metallschäume (ab sofort)
  Metallschäume ab sofort
  Versagensverhalten von Metallschäumen (ab sofort) Diplomarbeit
  Metallschäume (ab sofort)
  Simulation von Metallschäumen Diplomarbeit


Betreuung von Arbeiten außerhalb der Universität Karlsruhe (TH)

  • Martin Herbert: Modifikation von Vibrationsbelastungen durch Schaumlagerung
    EADS, Studienarbeit, 2008
  • Martin Kiefer: Resonator mit variabler Eigenfrequenz
    ETH Zürich, Anerkennung als Studienarbeit im Rahmen von Erasmus, 2008

Sonstiges

Neben einigen Veranstaltungen im Rahmen diverser O-Phasen und Tagen wie "Uni für Einsteiger" sind die folgenden Veranstaltungen und Tätigkeiten in meiner Zeit hier am ITM von mir durchgeführt worden:

 

 

Wissenschaft zum Anbeißen 2008:

Vorlesung im Wissenschaftsmusem für Kinder in LeVaisseau, Straßburg.

Girlsdays 2006-2008:

In diesen Jahren fand an unserem Institut der Girlsday unter meiner Federführung statt.

Kinderuni 2005:

Das Institut bietet für die Kinder dieses Jahr eine Vorlesung und einen Workshop an.

ERASMUS:
Als Mitarbeiter von Professor Proppe (ERASMUS-Koordinator der Fakultät für Maschinenbau) stehe ich den Studenten, die sich für ein Auslandsstudium im Rahmen des ERASMUS-Programms interessieren, gerne beratend zur Verfügung. Kommen Sie einfach bei mir in meinen Sprechzeiten vorbei. 

Anmeldefristen:
 - 28.02. für Skandinavien, England, Irland, Schweiz
 - 31.03. für alle anderen Länder

Weitere Informationen finden Sie auf den folgenden Links:
 - die Seiten des Akademischen Auslandsamtes (AAA)
 - auf den Seiten der Fakultät

  

Veröffentlichungen

SCHWARZER, Daniel; PROPPE, Carsten;
Macroscopic mechanical behavior of metal foam influenced by mesoscopic randomness
wird erscheinen in: Proceedings of  10th International Conference on Structural Safety and Reliability (ICOSSAR), Osaka, Japan, September 2009.

SCHWARZER, Daniel; VOGT, H.; PROPPE, Carsten;
Macroscopic mechanical properties of metal foam in dependence on the inhomogenities of the mesoscale
Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics (PAMM), Vol.8, Issue 1, 2008, 10539-10540.

SCHWARZER, Daniel; GATOUILLAT, S.; PROPPE, Carsten;
A contribution to the modeling of metal foams on the mesoscale
Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics (PAMM), Vol.7, Issue 1, 2007, Wiley InterScience.

WAUER, J., SCHWARZER, D., CAI, G.Q., LIN, Y.K.
Dynamical Models of Love with Time-varying Fluctuations
Applied Mathematics and Computation, 188, pages 1535-1548, 2007. 

SCHWARZER, Daniel; HETZLER, Hartmut; SEEMANN, Wolfgang;
Bifurcation Behavior of a 1 DOF Sliding Friciton Oscillator
Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics (PAMM), Vol.6, Issue 1, Seiten 331-332, 2006, Wiley InterScience.

HETZLER, Hartmut; SCHWARZER, Daniel; SEEMANN, Wolfgang;
Steady-state stability and bifurcations of friction oscillators due to velocity dependent friction
Proceedings of the Institution of Mechanical Engineering - Part K: Journal of Multi-body Dynamics, Special Issue Paper, Vol. 221, Number 3, Pages 401-412, 2007.

HETZLER, Hartmut; SCHWARZER, Daniel; SEEMANN, Wolfgang;
Analytical investigation of steady-state stability and Hopf-bifurcations occuring in sliding friction oscillators with application to low-frequency disc brake noise
Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation (CNSNS), Volume 12, Issue 1, Pages 83-99, February 2007, Elsevier.
(online available 28.02.2006)

HETZLER, Hartmut; SEEMANN, Wolfgang; SCHWARZER, Daniel;
Analytical investigation of Hopf Bifurcations occuring in a 1DOF sliding-friction oscillator with application to disc-brake vibrations
Proceedings of International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference,
ASME, September 24-28, 2005, Long Beach, USA. (DETC2005-84312)

 

Teilnahme an Konferenzen und Seminaren

Internationale Konferenzen

10th US National Congress on Computational Mechanics
16.-19.07.2009, Columbus, Ohio, USA
Vortrag: "Prediction of Eigenfrequencies of Metal Foam beams by analyzing Random Mesoscale Models"

Statusseminar des Instituts für wissenschaftliches Rechnen und mathematische Modellbildung
24.04.2009, Karlsruhe
Vortrag: "Makroskopisches mechanisches Verhalten von Metallschäumen unter dem Einfluß der unregelmäßigen Mikrostruktur

2nd International Conference on Advanced Computational Engineering and Experimenting
14.-15.07.2008, Barcelona, Spanien
Vortrag: "Macroscopic mechanical behavior of metal foam influenced by mesoscopic inhomogenities

8th World Congress on Computational Mechanics (WCCM) und
5th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS)
30.06.-04.07.2008, Venedig, Italien
Vortrag: "The influence of mesoscopic irregularities on the macroscopic behavior of metal foam"

79. Jahrestagung der Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik e.V.
31.03.-04.04.2008, Bremen
Vortrag: "Macroscopic mechanical properties of metal foam in dependence on the inhomogenities of the mesoscale"

9th US National Congress on Computational Mechanics
23.-26.07.2007, San Francisco, USA
Vortrag: "Modelling of irregular honeycomb-structures and the influence of inhomogenities on the linear elastic properties od the macroscale"

78. Jahrestagung der Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik e.V.
16.-20.07.2007, Zürich, Schweiz
Vortrag: "A contribution to the modeling of metal foams on the mesoscale"

77. Jahrestagung der Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik e.V.
27.-31.03.2006, Berlin
Vortrag: "Bifurcation Behavior od a 1DOF Sliding Friction Oscillator"

ITM interne Vorträge

30.09.-02.10.2008, Klingenmünster
Vortragstitel: "Metallschäume und der Keller - Experimente und Identifikation"

10.-13.09.2007, Bad Urach
Vortragstitel: "Modellierung von Metallschäumen auf der Mesoebene"

19.-22.09.2006, Hohenwart
Vortragstitel: "Metallschäume"

13.-16.09.2005, Kloster Schöntal
Vortragstitel: "Simulationsmethoden auf verschiedenen Skalen"