Open-Access Publikation in Acta Mechanica

7 Juli 2026

Wir freuen uns, die Veröffentlichung des Artikels “Mixed Finite Elements for Geometrically Exact Beams Using Discontinuous Rotations and Discrete Curvature”, als Open-Access-Publikation in der Zeitschrift Acta Mechanica bekanntzugeben.

In dieser Arbeit stellen wir eine neuartige gemischte Finite-Elemente-Formulierung für geometrisch exakte (Simo–Reissner-)Balken vor, bei der der Momentenvektor als zusätzliches unabhängiges Feld eingeführt wird. Diese gemischte Formulierung ermöglicht eine elementlokale, unstetige Approximation der Rotationen und führt dadurch zu einer einfachen und effizienten Diskretisierung. Rotationssprünge werden mithilfe des Konzepts der diskreten Krümmung mathematisch konsistent behandelt, während die Objektivität auf diskreter Ebene durch die Interpolation relativer Rotationen mittels einer multiplikativen Zerlegung des Rotationsfeldes erhalten bleibt. Numerische Benchmark-Beispiele zeigen optimale Konvergenzraten und eine hohe Genauigkeit – unabhängig von der Schlankheit des Balkens und der gewählten Approximationsordnung. Besonders hervorzuheben ist, dass das vorgeschlagene Finite Element niedrigster Ordnung vollständig auf eine Rotationsinterpolation verzichtet und ausschließlich elementkonstante Rotationen verwendet.

Humer, A., Steinbrecher, I., and Pechstein, A., 2026, “Mixed Finite Elements for Geometrically Exact Beams Using Discontinuous Rotations and Discrete Curvature”, Acta Mechanica.