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Fachgebiet
Strukturen in der Luft- und Raumfahrt sind häufig hohen dynamischen Lasten ausgesetzt. Ich forsche an einem nichtlinearen Dämpfungskonzept, mit dem die resultierenden Schwingungen der Strukturen gemindert werden sollen. Die Grundidee dieses neuartigen Dämpfers ist es, die Schwingungsenergie durch Stöße zwischen der Struktur und einer kleinen internen Zusatzmasse zu höheren Schwingungsmoden zu streuen. Durch deren höhere Eigenfrequenzen, kann die Energie dort schneller dissipiert werden als in der resonanten Schwingungsmode. Eine Besonderheit an meinem Forschungsprojekt, ist die Vielseitigkeit der verwendeten Methoden, die wir für theoretische Untersuchungen und die prädiktive Auslegung des Dämpfers anwenden. Neben Verfahren aus unseren numerischen und experimentellen Fachbereichen, kommen hierbei auch analytische und datengeriebene, statistische Methoden zum Einsatz. Hierfür kollaborieren wir eng mit unseren internationalen Partnern.
Ich biete ständig Bachelor- und Masterarbeiten zu diesem Thema an. Wenn Sie Interesse haben, dann schreiben Sie mir bitte eine E-Mail.
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Begutachtete Zeitschriftenaufsätze
Weidemann, T.; Bergman, L. A.; Vakakis, A. F.; Krack, M.: Energy transfer and localization in a forced cyclic chain of oscillators with vibro-impact nonlinear energy sinks. Nonlinear Dynamics, 2025. doi: 10.1007/s11071-025-10928-4
Tempelman, J. R.; Weidemann, T.; Flynn, E. B.; Matlack, K. H.; Vakakis, A. F.: Physics-informed machine learning for the inverse design of wave scattering clusters. Wave Motion, 2024. doi: 10.1016/j.wavemoti.2024.103371
Weidemann, T.; Carassale, L.; Denoel, V.; Krack, M.: On the broadband efficacy of impact absorbers. Journal of Sound and Vibration, 2024. doi: 10.1016/j.jsv.2023.118161
Konferenzbeiträge
Weidemann, T.; Segel, N. F.; Linder, H. D.; Krack, M.: Boosting the Inter-Modal Energy Scattering of Vibro-Impact Absorbers through Geometric Stiffening of the Contact Zone. EUROMECH Colloquium “Recent Advances in Non-Smooth Dynamics” 2025, Exeter, UK
Weidemann, T.; Bergman, L. A.; Vakakis, A. F.; Krack, M.: Interaction between Anderson and nonlinear localization in a forced cyclic chain of oscillators with vibro-impact nonlinear energy sinks. International Nonlinear Dynamics Conference 2025, Hoboken, NJ, USA
Segel, N. F.; Weidemann, T.; Linder, H. D.; Krack, M.: Enhancing the inter-modal targeted energy transfer of vibro-impact absorbers through geometric optimization of the contact area. International Nonlinear Dynamics Conference 2025, Hoboken, NJ, USA
Gross, J.; Pitzal, M.; Weidemann, T.; Algara, A.; Gulkanov, A.; Salles, L.; Brake, M. R. B.; Schwingshackl, C.; Witteveen, W.; Krack, M.: TRC 2024 Project 2: Methods for Strongly Discontinuous Contact Events Based on Time Step Integration. International Modal Analysis Conference 2025, Orlando, FL, USA
Weidemann, T.; Bergman, L. A.; Vakakis, A. F.; Krack, M.: Dynamik einer zyklischen Schwingerkette mit Vibro-Impact Absorbern. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2024, Hamburg, DE
Vogel, L.; Weidemann, T.; Krack, M.: Experimental quantification of the inter-modal energy scattering in a structure with vibro-impact absorber. European Nonlinear Dynamics Conference 2024, Delft, NL
Weidemann, T.; Vakakis, A. F.; Krack, M.: Dynamics of a cyclic chain of oscillators with vibro-impact absorbers. European Nonlinear Dynamics Conference 2024, Delft, NL
Dezember 2023 – heute: Doktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Strukturmechanik-Gruppe am Institut für Luftfahrtantriebe
Februar 2026 – März 2026: Gastwissenschaftler an der University of Cambridge in der Data, Vibration, and Uncertainty (DVU) Group von Dr. A. Cicirello
Juli 2024 – August 2024: Gastwissenschaftler Imperial College London im Rahmen des Tribomechadynamics Research Camp (TRC) 2024
Mai 2023 – Oktober 2023: Gastwissenschaftler am Grainger College of Engineering der University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC) bei Prof. A. F. Vakakis und Prof. L.A. Bergman
April 2021 – Oktober 2023: Studium der Luft- und Raumfahrttechnik, M.Sc. an der Universität Stuttgart
Oktober 2017 – April 2021: Studium der Luft- und Raumfahrttechnik, B.Sc. an der Universität Stuttgart
Hervorgehobene Beispiele:
Enhancing the efficacy of impact absorbers through geometric optimization of the contact areas – Masterarbeit, 2025, Universität Stuttgart
Ein Impact Energy Scatterer erzielt eine hohe Wirksamkeit bei der Minderung resonanter Schwingungen, indem er die Schwingungsenergie der Hauptstruktur durch wiederholte Stöße mit der Hauptstruktur in höhere Moden streut. In dieser Masterarbeit wurde untersucht, wie die maximal erreichbare Modenordnung zu der Energie gestreut werden kann, durch geometrische Versteifung der Kontaktfläche erhöht wird. Hierzu wurden sowohl numerische Simulationen durchgeführt, als auch ein analytisches Modell hergeleitet. Die Studentin stellte ihre Ergebnisse im Anschluss auf der International Nonlinear Dynamics Conference (NODYCON) 2025 in Hoboken, New Jersey vor.
Experimental quantification of the inter-modal energy scattering in a structure with impact absorber – Bachelorarbeit, 2024, Universität Stuttgart
Zur Validierung oder Verbesserung der Modellierung von Strukturen mit Vibro-Impact Absorbern ist eine genaue experimentelle Beobachtung des Wirkprinzips unerlässlich. Letzteres basiert auf einem Energietransfer von niedrigen zu höheren Moden der Struktur, welche die mechanische Energie auf einer schnelleren Zeitskala dissipieren was zu einer Reduktion des Schwingungsniveaus führt. In dieser Abschlussarbeit wurde eine Methode zur experimentellen Bestimmung der modalen Energieverteilung basierend auf Messdaten entwickelt und an einem existierenden Prüfstand getestet. Die Studentin stellte ihre Ergebnisse auf der European Nonlinear Dynamics Conference (ENOC) 2024 in Delft vor.
Sonstige:
Numerical and Experimental Investigation of Damping Strategies for Electric Engines – Masterarbeit, 2026, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Universität Stuttgart
Abschätzung der Performance Kurve eines Impact-Energy Scatterers mittels Backbone Tracking im virtuellen Experiment – Bachelorarbeit, 2026, Universität Stuttgart
Experimental Quantification of Modal Coefficients of Restitution using Digital Image Correlation – Bachelorarbeit, 2026, Universität Stuttgart
Systematic numerical and experimental analyses of an absorber family – Masterarbeit, 2024, MTU Aero Engines und Universität Stuttgart
DAAD Forschungsstipendium (2026) des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) für einen zweimonatigen Forschungsaufenthalt an der University of Cambridge
Eingeladener Gastredner (2025) beim EUROMECH Kolloquium „Recent Advances in Non-Smooth Dynamics“ in Exeter, Vereinigtes Königreich
Bürkert-Universitätspreis (2025) für die herausragendste Masterarbeit im akademischen Jahr 23/24 an der Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie
Eingeladener Gastredner (2025) am FEMTO-ST Institut (Franche-Comté Électronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies) in Besançon, Frankreich
Beste Präsentation (2024) beim Workshop “Exploiting Nonlinearities in Metamaterials/Metastructures: from Modelling to Applications”, organisiert vom serbisch-chinesischen NOLIMAST Projekt.
MT Aerospace Innovationspreis (2024) Nachwuchspreis der Deutschen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR) für die Masterarbeit „Dynamik einer zyklischen Schwingerkette mit Vibro-Impact Absorbern“
Reissner Stipendium (2023) verliehen von der Reissner Stiftung für die Zeit als Gastwissenschaftler an der University of Illinois Urbana-Champaign (UIUC)