Labor für Biomechanik und Leichtbau (C021)

Das Labor für Biomechanik und Leichtbau widmet sich zentralen und aktuellen Fragestellungen der Biomechanik mit besonderem Fokus auf der quantitativen Analyse menschlicher Bewegung. Im Zentrum stehen die experimentelle Erfassung kinematischer und kinetischer Größen mittels Motion Capture, Kraftmessung und Elektromyographie sowie deren Interpretation durch muskuloskelettale Simulation.

Durch die Kombination dieser Methoden können insbesondere interne Belastungen wie Muskel‑ und Gelenkkräfte analysiert und Zusammenhänge zwischen Bewegung, Belastung und muskulärer Koordination untersucht werden. Die Arbeiten des Labors verbinden experimentelle Messungen mit simulationsbasierten Ansätzen und adressieren Anwendungen in Sport, Rehabilitation, Ergonomie und Medizintechnik.

Biomechanik:

• Quantitative Analyse menschlicher Bewegung durch kombinierte Erfassung von Kinematik (Motion Capture) und Kinetik (Kraftmessung)
• Simulation muskuloskelettaler Systeme zur Abschätzung nicht direkt messbarer Größen wie Gelenkkräfte, Muskelkräfte und Momente
• Systematische Kinematikanalyse in Sport und Rehabilitation zur Bewertung von Bewegungsqualität, Effizienz und Belastung
• Untersuchung von Belastungsmechanismen zur Ableitung von Ansätzen für Prävention, Training und Therapie
• Ergonomische Bewertung von Bewegungen und Arbeitsabläufen zur Reduktion von Fehlbelastungen und zur Gestaltung menschengerechter Systeme
• Analyse muskulärer Aktivitäten mittels Elektromyographie (EMG) zur Untersuchung von Koordination und Muskelrekrutierung
• Nutzung datenbasierter Ansätze zur individuellen Bewegungsbewertung und -optimierung

Leichtbau: 

• Statische Festigkeitsberechnung mit linearen und nichtlinearen Werkstoffmodelle
• Temperaturfeldberechnungen
• Simulation dynamischer Systeme mit FEM
• Numerische Ermittlung der Bauteilbeanspruchung und Lebensdauer
• Konstruktion von gewichtsoptimierten Bauteilen anhand des simulierten Kraftverlauf
• Konstruktion von fertigungsgerechten Bauteilen
• Untersuchung des Schwingungsverhaltens (Betriebsschwingungsanalyse, Modalanalyse, mobile Messdatenerfassung)
• Experimentelle und rechnerische Ermittlung der Lebensdauer (Ermittlung der Bauteilbeanspruchung, Betriebsfestigkeitsuntersuchungen / Bruchmechanik)

Lehre und wissenschaftliche Qualifikation

• Lehrveranstaltungen zu Biomechanik, Messtechnik und muskuloskelettaler Simulation
• Praktika mit eigenständiger Datenerhebung, -verarbeitung und -interpretation
• Projekt‑ und Abschlussarbeiten mit experimentellem und/oder simulationsbasiertem Fokus
• Bearbeitung praxisnaher Fragestellungen aus Sport, Rehabilitation und Medizintechnik