Abteilung: Fertigung und Bauteilverhalten
Leiter Abteilung: Dr.-Ing. Jürgen Hoffmeister
Im Rahmen der Arbeiten der Abteilung "Fertigung und Bauteilverhalten" werden die Wechselwirkungen zwischen Fertigungsprozessen, Bauteilzustand und Bauteilverhalten bei mechanischen Beanspruchungen untersucht. Ziel ist es durch die Untersuchungen den Fertigungsprozess so einzustellen, dass ein optimaler Bauteilzustand erreicht wird. Die betrachteten Fertigungsverfahren stehen entweder in den fertigungstechnischen Laboratorien des IWK I zur Verfügung, oder werden im Rahmen von Kooperationen mit fertigungstechnischen Instituten bereitgestellt.
Abteilung: Hybride Werkstoffe und Leichtbau
Leiter der Abteilung: Dr.-Ing. Kay André Weidenmann
Hybride Werkstoffe, d.h. Verbundwerkstoffe oder Werkstoffverbunde, die aus mehreren Einzelkomponenten hergestellt oder gefügt werden, spielen in der industriellen Anwendung eine immer wichtigere Rolle. Ziel des hybriden Leichtbau ist dabei in der Regel die Reduktion der Masse von Tragwerkstrukturen oder Bauteilen bei gleichzeitiger Erhöhung der Bauteilleistungsfähigkeit, die sich beispielsweise in einer höheren Steifigkeit, einer höheren Festigkeit, einer erhöhten Zähigkeit oder einer verbesserten Schwingfestigkeit äußert. Neben Stählen mit einer vergleichsweise hohen Steifigkeit und Dichte besitzen primär die Leichtmetalle Aluminium und Magnesium sowie Polymere auf Grund ihrer geringen Dichte ein hohes Leichtbaupotenzial. Ein Vorteil der letztgenannten Werkstoffgruppe ist darüber hinaus die gute Verarbeitbarkeit. Nachteilig bei allen Leichtmetallen und Polymeren ist die geringe Steifigkeit, die bei eingeschränktem Bauraum nur durch den Einsatz von Verstärkungselementen erhöht werden kann. Zum Einsatz kommen hier vor allem keramische oder metallische Partikel oder Fasern, wodurch die absolute und zum Teil auch die spezifische Steifigkeit erhöht wird. Die Kombination artverschiedener Werkstoffe in einem Verbundwerkstoff oder einem durch eine konventionelle Fügetechnologie generierten Werkstoffverbund resultiert dabei stets in der Entstehung einer Grenzfläche. Diese ist für die Leistungsfähigkeit des Verbundes mit entscheidend, da sie die Lastübertragung zwischen den Verbundpartnern gewährleistet.
Leiter der Abteilung: Dr.-Ing. Karl-Heinz Lang
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Die Arbeiten in der Abteilung „Schwingfestigkeit“ beschäftigen sich mit der Verbesserung des Verständnisses der Schädigungsprozesse, die unter thermischer und mechanischer Ermüdungsbeanspruchung ablaufen. Ziel ist deren qualitative und quantitative Beschreibung als Basis für eine Lebensdauerberechnung bzw. Vorhersage und zur Optimierung von Werkstoffzuständen. In den zugehörigen Laboratorien stehen umfangreiche experimentelle Versuchseinrichtungen zur Durchführung von isothermen und thermisch-mechanischen Ermüdungsversuchen zur Verfügung. Neben rein lebensdauerorientierten Versuchen werden nennspannungs- und totaldehnungsgesteuerte Versuche zur Erfassung des Wechselverformungsverhaltens unter einachsiger Zug-Druck-Beanspruchung sowie Ermüdungsversuche unter Torsions- und unter überlagerter Zug-Druck- und Torsionsbeanspruchung durchgeführt werden.
Abteilung: Struktur und Spannungsanalyse
Leiter der Abteilung: Dr.-Ing. Jens Gibmeier
Struktur und Eigenschaften von Metall/Keramik-Verbundwerkstoffen und zweiphasigen Legierungen, Experimentelle Eigenspannungsanalyse an Werkstoffen und Bauteilen, mit Fokus auf Randschichten, Entwicklung und Anwendung innovativer zerstörungsfreier Methoden der Materialcharakterisierung auf Basis von Röntgenstrahlen und Ultraschallwellen.
