Bauingenieurwesen Johanna Waimann simuliert das Verhalten von Materialien
Die Bauingenieurin kommt als Professorin an ihre Alma Mater zurück.
Prof. Dr. Johanna Waimann hat die Ruhr-Universität Bochum schon als Schülerin kennengelernt, als sie der Fakultät für Bauingenieurwesen an einem Kennenlerntag für Mädchen einen Besuch abstattete. Nach ihrem Studium und ihrer Promotion in Bochum sowie einer Juniorprofessur an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen kommt sie nun an die Ruhr-Universität zurück, „auf meine Traumstelle“, freut sie sich. Zum 1. April 2024 hat sie die Leitung des Lehrstuhls Mechanik – Materialtheorie übernommen.
Theorie schlägt Hochbau
„Ich hatte schon in der Schule an Mathe und Physik am meisten Spaß“, blickt Johanna Waimann zurück, „da war es ganz natürlich, dass ich mich in Richtung Ingenieurwesen orientiere.“ Ursprünglich plante sie, durch eine Tätigkeit im Bauingenieurwesen Mathe und Physik in die Anwendung zu bringen. „Ich sah mich eigentlich im Hochbau arbeiten“, sagt sie. Doch dann entwickelte sie im Studium Interesse an der Theorie und blieb ihr treu.
Gegenstand ihrer Forschung sind Materialien und deren Eigenschaften, die sie aber nicht im Experiment untersucht, sondern am Computer simuliert. Das können Metalle sein, Beton, aber auch Biomaterial wie Knochen. „Materialien wie beispielsweise Stahl sehen zwar homogen, also gleichförmig aus, besitzen aber, wenn man genauer hinsieht, eine komplexe Mikrostruktur, die sich unter Belastung verändert“ erklärt sie. So kommt es beispielsweise zu bleibenden Verformungen, Verfestigung oder Rissen.
Ich wollte schon immer an die Ruhr-Uni zurück.
Johanna Waimann
Wie verhält sich ein Material unter verschiedenen Bedingungen? Wie fest ist es, wann reißt es? Solche Fragen stellt sich Waimann in der Forschung. In ihrer Doktorarbeit an der Ruhr-Universität Bochum standen dabei Formgedächtnislegierungen im Vordergrund. Während ihrer Aachener Zeit erweiterte sie ihren Fokus auf mehrskalige und multiphysikalische Probleme wie etwa elektrochemische Fragen. „Ich entwickle mathematische Modelle, durch die sich das Verhalten von Materialien und Strukturen vorhersagen lässt“, erklärt sie. „Damit kann man zum Beispiel planen, wie man ein neues Material optimal verwenden kann.“ Der Fokus liegt dabei nicht nur auf der möglichst genauen Vorhersage der teils gekoppelten Mikrostruktureffekte, sondern auch auf der Entwicklung von Modellreduktionstechniken, die es ermöglichen, die Simulationen in kurzen Rechenzeiten durchzuführen.
„Ich wollte schon immer an die Ruhr-Uni zurück – zum einen, weil ich mich auf dem Campus und an der Fakultät immer wohlgefühlt habe, zum anderen, weil ich mich hier fachlich gut verwirklichen kann und viele Kooperationsmöglichkeiten habe“, sagt die Professorin.
