Projektbereich C: Aktive Werkstoffsicherheit

Der Projektbereich C umfasst Teilprojekte, die sich mit der Entwicklung von Werkstoffen und Maßnahmen hinsichtlich der Erhöhung von Schadentoleranzen sowie der Empfindlichkeit gegenüber Rissausbreitung beschäftigen. Das Versagen eines Werkstoffs sollte möglichst gut vorhersehbar sein und der Schadensfall nicht zum plötzlichen Ausfall des Bauteils führen. Dies steht im Kontrast zu der bislang meist auf einzelne spezifische Eigenschaften fokussierten Werkstoffforschung. In diesem PB sollen neue Wege der Werkstoffforschung gegangen werden, Werkstoffe unter besonderer Berücksichtigung des Versagensverhaltens und der Versagensmechanismen zu entwickeln. Diese Werkstoffforschung soll fachgebietsübergreifend unter Verwendung neu zu entwickelnder mehrskaliger Methoden zur Vorhersage von Schädigungs- und Versagensmechanismen und unter Berücksichtigung des Faktors Mensch erfolgen.


Teilprojekt C1: Thermisch stabile Hochleistungsbetone

  • Prof. Dr. Bernhard Middendorf
  • Dipl.-Ing. Stefan Otten, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Siemon Piotrowski
  • Beteiligte Teilprojekte: B2, C2, C3

Derzeit liegen noch keine gesicherten Erkenntnisse und Modelle über die Veränderung der mechanischen und dauerhaftigkeitsrelevanten Materialeigenschaften von Hochleistungsbetonen (Hochfester (HPC) und Ultrahochfester Beton (UHPC)) unter wechselnden thermischen Beanspruchungen vor. Hochleistungsbetone versagen aufgrund ihres sehr dichten Mikrogefüges bei einer hohen Temperaturbeanspruchung, wie z.B. im Brandfall vorliegend, durch den sich im Gefüge aufbauenden hohen Wasserdampfpartialdruck explosionsartig. >>mehr


Teilprojekt C2: Beurteilung von Festigkeit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer mittels numerischer Methoden: mehrskalige schädigungsmechanische Ansätze

  • Prof. Dr. Andreas Ricoeur
  • Zhibin Wang, M.Sc.
  • Beteiligte Teilprojekte: A4, B2, B3, B4, C1, C3

Es wird ein Berechnungswerkzeug entwickelt, das Vorhersagen von Anrissbildung und zur weiteren Schädigungsentwicklung bei thermomechanischer Beanspruchung ermöglicht. Dieses basiert auf dem Konzept der Kontinuumsschädigungsmechanik.>>mehr


Teilprojekt C3: Beurteilung von Festigkeit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer mittels numerischer Methoden: bruchmechanische Ansätze

  • Prof. Dr. Andreas Ricoeur
  • Dipl.-Ing. Paul Judt
  • Beteiligte Teilprojekte: A3, A4, B2, B3, B4, C1, C2

Das Wachstum eines Risses wird klassischerweise mit Methoden der Bruchmechanik untersucht. Hier wird der Riss durch eine Paarung innerer Oberflächen modelliert. Um das Wachstum eines Risses unter Anwendung numerischer Diskretisierungsverfahren zu simulieren, sind drei Teilaufgaben zu behandeln.>>mehr


Teilprojekt C4: Bauteilrandzonen – Zuverlässige Materialeigenschaften unter komplexen Beanspruchungen

  • Prof. Dr. Berthold Scholtes
  • Prof. Dr. Thomas Niendorf
  • Stephanie Saalfeld, M. Sc.
  • Beteiligte Teilprojekte: A1, A2, A4, B4,C2, C3

In der technischen Praxis hat sich in der Vergangenheit eine Reihe von Verfahren etabliert, mit denen in Bauteilrandzonen bzw. versagensgefährdeten Bereichen besonders vorteilhafte Gefügezustände eingestellt werden können. Beispiele sind mechanische Oberflächenbehandlungen, wie das Kugelstrahlen oder Festwalzen oder thermische Behandlungen, wie das Randschichthärten. Diese Verfahren sind heute Stand der Technik und leisten einen wesentlichen Beitrag zum Leichtbau und zur Ressourceneffizienz. Mit ihnen lassen sich einerseits die Beanspruchbarkeit bzw. Lebensdauer von Bauteilen erhöhen.>>mehr