Teilprojekt "Konstruktionsmorphologie und Biomechanik”
 - seit 1986
(Prof. Dr. Nachtigall, FB 13 - Biologie) im Rahmen
ües SFB 230 - Natürl. Konstruktionen (U Stuttgart
u. ’U Tübingen / Sprecher: Prof. Dr. Mosbrugger, TÜ)
Ziel des SFB ist es, Einsicht in sowohl konstruktive
als auch funktionelle Analogien respektive Homologien von
technischen wie natürlichen Strukturen zu erlangen. Interdisziplinäre
 Forschungsansätze aus Architektur, Ingenieurwissenschaften,
 Stadtplanung, Physik sowie Biologie haben
die Selbst-Organisation und Selbst-Entwicklung von Formen
und Strukturen zum Inhalt. Innerhalb der Untersuchungen des
Zoologischen Institut der UdS stehen biomechanische Aspekte
natürlicher Konstruktionen im Vordergrund. Im Hochschuljahr
1993/94 wurden folgende Themengebiete bearbeitet:
A) Konstruktionsmorphologie und Biomechanik von Seeigelschalen

Im Rahmen der innerhalb einer Dissertation (FrDr.
U. Philippi) durchgeführten Untersuchungen wurden Seeigelschalen-Modelle
 unter Anwendung der Finiten Element
Methode (FEM) unter unterschiedlichen Lastfällen analysiert.
 Diese geben Aufschluß über die anforderungsadäquate
 Materialverteilung innerhalb der Schale. Danach
kann die Schale als Optimalkonstruktion verstanden werden,
 die unter minimalem Materialaufwand so unterschiedlichen
 Anforderungen wie hohe Strukturstabilität und
Wachstumsfähigkeit gerecht wird. Weiterführende Untersuchungen
 beinhalten die Überprüfung der gefundenen Konstruktionsprinzipien
 auf ihre technische Anwendbarkeit
hin.
Siomechanische Untersuchung des Ultraleichttragwerkes
Insektenflügel
Innerhalb dieser Untersuchungen (Elektronen-Raster-Mikroskop
 sowie FE-Methode) 1äßt sich aufzeigen, daß
unter Anwendung einiger konstruktiver "Tricks" (strukturstabilisierende
 Einzelelemente, Verwendung adäquaten
Materials etc.) unter minimalem Materialeinsatz bei den
flugfähigen Insekten ultraleichte Tragflächen realisiert
wurden. Hier lassen sich die natürlichen Konstruktionsprinzipien
 "So wenig wie möglich und so viel wie nötig"
sowie "Multifunktionalität der Teilstruktur" aufzeigen.
Neben dem Erkenntnisgewinn steht bei diesen Analysen
immer auch die potentielle technische Verwendbarkeit im
Vordergrund.
Biomechanik schlanker Hochbauten - Gräser
Auch hier steht die Analyse der Strukturstabilität im
Vordergrund. Es wird unter Minimalaufwand mit Verbundmaterial
 konstruiert. Dabei läßt sich aufzeigen, daß unterschiedliche
 Grasspezies unterschiedliche Stabilisierungs-Strategien
 (Materialanordnung im Stengel) "entworfen"
 haben. Es lassen sich zugkraft- und druckkraftoptimierte
 Konstruktionstypen differenzieren. Innerhalb dieses
 Themengebietes ergeben sich direkte Berührungspunkte
mit technischen Disziplinen. Derzeit wird die bionische
Übertragbarkeit auf die Konstruktion von Schornsteinen,
Masten etc. überprüft.

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