Abteilung Werkstoffe und Werkstoffmodelle
Werkstoffe - metallische und keramische Werkstoffe - Hybridwerkstoffe
Alle Werkstoffe, welche in diesen großen Werkstoffklassen zusammengefasst werden, haben spezifischen Eigenschaften, Vor- und Nachteile.
Je nach Anforderungen an das Bauteil oder die Bauteilgruppe gilt es produktspezifisch einen geeigneten Werkstoff zu wählen.
Um das Potential dieser Werkstoffe effektiv nutzen zu können, werden immer häufiger intelligente Kombination verschiedener Werkstoffe, zu einem hybriden Werkstoffsystem angestrebt, bei der die jeweiligen Vorteile der Einzelwerkstoffe zum Tragen kommen.
Daher richtet sich der Fokus der Forschungstätigkeit neben der Untersuchung von metallischen und keramischen Werkstoffen, verstärkt auch auf hybride Werkstoffsysteme wie z.B. CFK, GLARE oder CMC, wie sie zunehmend in vielen Bereichen des Schiffs-, Flugzeug- und Automobilbau zum Einsatz kommen.
Neben Fragen der Bemessung und Gestaltung von Bauteilen und Bauteilgruppen am IAND, wurde ein großes Problemfeld als ein Forschungsschwerpunkt im Zusammenhang mit der Kombination verschiedener Werkstoffe identifiziert, - die Fügestelle - und deren harmonische Gestaltung.
Erste Studien zeigen bspw., dass die Einbindung von bionischen Ansätzen in hybride Werkstoffstrukturen, neue und viel versprechende Ansätze für technische Anwendungen und fügetechnische Lösungen ermöglichen.
Dafür sind komplexe mathematische Modelle und intelligente Werkstoffcharakterisierung erforderlich, die das Verhalten des Werkstoffs bzw. der Fügeverbindung im Rechner exakt abbilden.
Werkstoffmodelle - Werkstoffprüfung
Um ein Optimum hinsichtlich der Ausnutzung von Werkstoffen zu ermöglichen und um bestehende Erkenntnisse zu vertiefen, sowie neue Wege im Zusammenhang mit neuen Werkstoffsystemen erschließen zu können, ist eine schnelle und genaue Ermittlung von Werkstoffkennwerten eine Grundvoraussetzung.
Diese erfolgt am IAND durch experimentelle Methoden, welche durch numerische ergänzt werden, um zeitraubende und kostenaufwendige Experimente zu minimieren.
Hierbei reichen die Untersuchungen bis in den Bereich der Grundlagenforschung hinein, in Form von pyhsikalisch-chemischen Analysen und der numerischen Modellierung dieser Werkstoffe und ihres Verhaltens. Was z.B. Prognosen zur Schädigungsentwicklung eines Produktes ermöglicht.
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