Intelligente Konstruktionselemente

Äußere Bedingungen wie Wind und Schneelasten können dazu führen, dass Tragwerke, wie beispielsweise Dachstützen, versagen und einstürzen. Wissenschaftler der Universität Stuttgart entwickeln auf der Basis neuartiger „hybrider intelligenter Konstruktionselemente“ (HIKE) ein Schalentragwerk, das sich selbständig an sich verändernde äußere Bedingungen anpassen kann. Mittelfristig wollen die Stuttgarter Experten mit Hilfe dieser neuen Konstruktionselemente Maschinenkonstruktionen entwickeln, die automatisch auf die Umgebungsbedingungen reagieren und sich entsprechend anpassen.

Fachleute versprechen sich von der Neuentwicklung eine Verkürzung des gesamten Konstruktionsprozesses von Maschinen für die Sparten Maschinenbau, Elektrotechnik, Steuerungs- sowie Regelungstechnik. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützt die Forschergruppe aus sechs Wissenschaftlern des Bauingenieurwesens, der Luft- und Raumfahrttechnik, des Maschinenbaus und der Verfahrenstechnik für die ersten drei Jahre der insgesamt sechsjährigen Laufzeit mit insgesamt 1,858 Mio. €. 

In den kommenden drei Jahren wollen die Stuttgarter Wissenschaftler sechs neuartige Konstruktionselemente (Membranhüllen, adaptive Hüllelemente, Kachelhüllelemente, steife Krafteinleitungselemente, hybride Seilelemente, Auflager- und Hebelarmelemente) zu einem Großdemonstrator von fünf mal fünf Metern als adaptives Schalentragwerk zusammenbauen, das die vielfältigen Funktionen der neuen Elemente kombiniert. Das adaptive Schalenelement ist lichtdurchlässig und im Vergleich zu heutigen Tragwerken extrem leicht. Wenn sich die äußeren Belastungen wie Windkraft, Windrichtung oder Schneelasten verändern, soll es selbständig und adaptiv über Hebel-, Seil- und Hüllelemente Spannungskonzentrationen abbauen, um damit ein Versagen zu verhindern. Der Demonstrator wird an der Universität Stuttgart zu sehen sein.