Die Habilitationsschrift stellt an ausgewählten Beispielen die werkstoffmechanische Charakterisierung und Modellierung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen sowie die rechnerische Strukturanalyse komplex belasteter Leichtbaustrukturen dar. Für die Modellierung des Deformations- und Versagensverhaltens von faserverstärkten Verbundwerkstoffen bei zyklischer und hochdynamischer Belastung werden neuartige Prüfmethoden, wie etwa die zyklische Zug/Druck-Torsions-Prüfung oder die Schnellzerreißprüfung, und zugehörige Prüfkonzepte entwickelt. Sie dienen sowohl zur Analyse von Deformations- und Versagensphänomenen als auch zur Ermittlung der richtungs- sowie dehnratenabhängigen Werkstoffkennwerte und Modellparameter.<br>Beispiele für die werkstoffgerechte Strukturanalyse werden anhand der Berechnung und Bewertung von Struktureffekten sowie komplexen Spannungszuständen bei fliehkraftbeanspruchten faserverstärkten Scheiben- und Kegelschalenrotoren, der thermomechanischen Eigenspannungs- und Deformationsanalyse von funktionsintegrierenden multistabilen Faserverbund-Piezokeramik-Mehrschichtverbunden sowie der Berechnung des aktorinduzierten Durchschlagverhaltens vorgestellt. Hierzu werden jeweils problemspezifisch angepasste analytische und semi-analytische Berechnungsmodelle entwickelt und für effiziente Strukturberechnungen und Parameterstudien herangezogen. Weiterführende Strukturanalysen unter Verwendung numerischer Simulationsverfahren in Kombination mit geeigneten Submodell- und Superelementtechniken sowie eigens implementierten Subroutinen zur physikalisch begründeten Festigkeitsanalyse werden beispielhaft für geometrisch komplizierte Leichtbaustrukturen in funktionsintegrativer Faserverbund-Bauweise oder Faserverbund-Metall-Mischbauweise dargestellt. Zu den betrachteten Leichtbaustrukturen gehören etwa eine Fahrkorbstruktur für die Aufzugtechnik, ein CFK/Al-Schubfeld für Automobilanwendungen, einen Hydraulikaktuator für Fahrwerksysteme der Luftfahrt, einen textilverstärkten Schüttgutbecher für die Fördertechnik sowie die Karosserie und Außenhautstruktur eines modular aufgebauten Kraftfahrzeuges.