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Sonderforschungsbereich TRR30: Risswachstum
in gradierten Materialien und Strukturen
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Die Deutsche Forschungsgemeinschaft
(DFG) hat im Juni 2006 die Einrichtung des Sonderforschungsbereichs
Transregio 30 beschlossen, der sich mit der Herstellung und
Charakterisierung funktional gradierter Materialien und Strukturen
beschäftigt. Entwickelt werden sollen Materialien, die sich
für den Einsatz u.a. im Automobil- und Flugzeugbau in besonderer
Weise eignen. Im Rahmen dieses Projektes kooperieren insgesamt 18
Lehrstühle der Universitäten Kassel, Dortmund und Paderborn.
Von Paderborner Seite sind die Lehrstühle von Prof.
Maier (Standortsprecher), Prof.
Mahnken, Prof.
Richard und Prof.
Gausemeier beteiligt. Damit fließen die umfangreichen
Vorarbeiten dieser Arbeitsgruppen auf den Gebieten der
Werkstofftechnik, der Materialsimulation, der Bruchmechanik und des
Wissensmanagements in das Know-how des SFB ein.
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Abbildung 1: Simulation und
Experiment bei der Ausbildung exzentrischer Vorformelemente
Quelle: IPL-UT, Universität Kassel
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Bei der Entwicklung neuer Materialien
ist von praktischer Bedeutung, dass sie hinsichtlich der statischen
Festigkeitswerte, der Dauerfestigkeitswerte, der Rissempfindlichkeit
und der erreichbaren Lebensdauer optimiert werden. Im Rahmen des SFB
Transregio 30 beschäftigt sich die FAM gemeinsam mit der
Arbeitsgruppe Analysis und Angewandte Mathematik der Universität
Kassel mit den Untersuchungen über Rissausbreitungsvorgänge.
Ziel dieses interdisziplinären Teilprojekts ist die Beschreibung
und Vorhersage von Rissausbreitungsprozessen in gradierten Materialien
und Strukturen. Für gradierte Materialien ergibt sich, wie
Vorarbeiten zeigen, als besondere Schwierigkeit, dass neben der
Beanspruchung eines Bauteils auch die Gradierung selbst
maßgeblichen Einfluss auf das Rissausbreitungsverhalten besitzt.
Zur Entwicklung tragfähiger Lösungskonzepte wird dabei auf
die enge Verzahnung von mathematisch-theoretischen Modellen, ihre
Umsetzung in numerisch verwertbare Algorithmen sowie die Verifikation
und Optimierung durch experimentelle Untersuchungen gesetzt (siehe
Abbildung 2).
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Abbildung 2: Probenentwicklung
am Beispiel des Technologieträgers Antriebswelle
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Veröffentlichungen:
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B. Schramm,
H.A. Richard,
M. Fulland, V.
Kloster:
Numerische Simulation des Risswachstums in einer
Flanschwelle aus gradiertem Material.
In:
DVM-Bericht 243, Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung:
Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher
Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., Rostock, 2011, pp.
85-94
-
V.
Kloster, M.
Fulland, H.A.
Richard,
B.
Wiedemeier, J.
Niendorf:
Risswachstum in Strukturen mit
gradierten Materialeigenschaften.
In:
DVM-Bericht 242, Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung:
Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen, Deutscher
Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., Berlin, 2010, pp.
113-122
-
H.
A. Richard, M. Fulland, M. Sander
Theoretical Crack Path Prediction
In: Fatigue and Fracture of
Engineering Materials and Structures 28 (2005), pp. 3-12
-
M.
Fulland,
M. Steigemann, H.
A. Richard, M.
Specovius-Neugebauer:
Numerical determination of
fatigue crack growth in isotropic and anisotropic materials.
CD-ROM 6th International Congress
on Industrial and Applied Mathematics (ICIAM07 / GAMM Annual Meeting
2007), 16.-20.07.2007, Zürich
-
M.
Steigemann,
M. Fulland, M.
Specovius-Neugebauer,
H. A. Richard:
Computation of stress intensity
factors in a plane homogeneous anisotropic solid.
CD-ROM 6th International Congress
on Industrial and Applied Mathematics (ICIAM07 / GAMM Annual Meeting
2007), 16.-20.07.2007, Zürich
- M.
Fulland, M. Sander, G. Kullmer, H. A. Richard:
Analysis of fatigue crack propagation in the
frame of a hydraulic press.
angenommen für: Engineering Fracture
Mechanics
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| Geändert am: 29.03.2011
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