Design in der Natur

Design in der Natur

Der Hühnerknochen, den Sie gestern abgeknabbert und weggeworfen haben, war ein High-Tech-Produkt! Noch mehr: Er war der Superlativ eines funktionell an die mechanischen Erfordernisse angepaßten Leichtbaudesigns. Kein Ingenieur der Welt ist heute in der Lage, dieses in seiner äußeren Gestalt und in seiner Innenarchitektur im Hinblick auf minimales Gewicht und höchste Festigkeit vortrefflich optimierte Bauteil zu kopieren. Auch der Baumstamm, in den Sie neulich Ihre Initialen schnitzten, hat in lebenslanger Körperpflege seine innere und äußere Konstruktion stetig verbessert und an neue Belastungen optimal angepaßt. Er wird auch die von Ihnen geschnitzte Kerbe schnellstmöglich verheilen, um im Zuge seiner biomechanischen Selbstoptimierung auch die kleinste Schwachstelle zu reparieren, die ihn sonst beim nächsten Sturm das Leben kosten könnte. Dem Verständnis dieser biomechanischen Gestaltoptimierung ist dieses Buch gewidmet. Es will noch mehr: Mit der Kenntnis dieser perfekten Selbstoptimierungsvorgänge der Natur ließen sich Verfahren zur Verbesserung von Maschinenbauteilen entwickeln. Die Industrie nutzt sie bereits. Die Natur selbst weist uns den Weg zum Öko-Design, zu Maschinen nach den Gestaltgesetzen der Natur, leichter, fester - besser!

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Claus Mattheck, geb. 1947, Promotion in Theoretischer Physik 1973, Habilitation im Fach Schadenskunde an der Universität Karlsruhe 1985, lehrt dort als apl. Professor. Seit 1991 öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Mechanik und Bruchverhalten der Bäume. Träger zahlreicher Preise für Forschung und Publikation. Leiter der Abteilung Biomechanik am Forschungszentrum Karlsruhe.

Inhaltsangabe

Das Minimum an Mechanik
Was ist ein gutes mechanisches Design?
Das Axiom konstanter Spannungen und wie daraus Computermethoden entstehen
Die Mechanik der Bäume..
Die gerechte Lastverteilung: Das Axiom konstanter Spannung und die Baumgestalt
Jahresringe: Das innere Tagebuch als Schrittfolge der Außenkontur
Holzfasern und Kraftfluß...
Wie bricht ein Baum...
Können Bäume wirklich nicht schrumpfen?
Knochen: Ultraleicht und hochfest durch permanente Gestaltoptimierung
Knochendesign an ausgewählten Beispielen
Knochenfachwerke und Baumfachwerke im Vergleich
Krallen und Dornen...
Biologische Schalen
Die Zuggurtung...
Gestaltoptimierung durch Wachstum im Maschinenbau
Einheit in der Vielfalt: Designziel und Realisierung
Kritik an der Optimalgestalt: Sensibilisierung durch Spezialisierung
Ausblick: Ökodesign und naturnahe Computer-Empirie