Kompetenzfeld

Ermüdung & Lebensdaueranalyse

Programmbereich Bauteilentwicklung

Das Kompetenzfeld

Im Kompetenzfeld Ermüdung und Lebensdaueranalyse erfolgt die experimentelle Charakterisierung und Modellierung des Schwingermüdungsverhaltens faserverstärkter Kunststoffe, die Ermittlung von Eingangsgrößen für die rechnerische Lebensdaueranalyse (Zeitfestigkeit, Restfestigkeitsabfall und Steifigkeitsdegradation) und Erzeugung linearer und nichtlinearer Ansatzfunktionen sowie insbesondere für kurzfaserverstärkte Thermoplaste die Ermittlung von Schädigungsmechanismen und deren Einfluss auf die Lebensdauer. Weiterer Schwerpunkt ist der experimentelle Lebensdauernachweis unter dem Einfluss von Umweltbedingungen.

Branchen & Anwendungen

Branchen

Anwendungen (Beispiele)

Diverse

Diverse

schnell bewegte Maschinenteile, Verkleidungsteile

Karosseriestrukturen, Außenhaut, Spoiler und Windabweiser, Innenverkleidungen

Luft- & Raumfahrt

Flügel-, Leitwerk-, Rumpfstrukturen; Clips und Cleats

Faserverstärkter Beton

Polymere Gleitlager und komplexe Bauteile

Strukturbauteile & Sekundärstrukturen

Luft- & Raumfahrt

Sekundärstrukturen

Schnell bewegte Maschinenteile, Kolben- und Walzenbeschichtungen, Rotor-/Statorsysteme

Lager und Lagerwerkstoffe

Dauerhafte Armierungen, Isolationsschäume

Zähmodifizierte Polymermatrizes

Maschinen- und Anlagenbau

Walzenbezüge, Gleitlager

Luft- & Raumfahrt

Multifunktionale Matrizes

Biobasierte Schäume, Tribologische Beschichtungen

Röntgentransparente Implantate

Maschinen- und Anlagenbau

Werkstoffintegrierte Sensoren

Adaptive aerodynamische Elemente

Druckbehälter, Hochspannungsisolatoren, Kraftstofftanks, Rotor-Getriebe-Welle (Windkraft)

Sport & Freizeit

Fahrradzubehör (z.B. Flaschenhalter, Ritzel oder Lenker), Schläger (z.B. für Tennis oder Hockey), Sportschuhe (3D-gedruckte individuelle Sohle)

Schnell bewegte Maschinenteile, Wellen, Prototypen, Motoreinhausungen, Spalttöpfe

Karosseriestrukturen, Antriebswellen, Strukturbauteile, Kraftstofftanks, Druckbehälter

Luft- & Raumfahrt

Rumpf- und Leitwerkstrukturen, Stabstrukturen, Fensterrahmen, ISO-Grid-Strukturen

Infusionssimulation für Rotorblätter

Sport & Freizeit

Drapiersimulation für Helme

SMC-Pressformsimulation für Automobilkarosserieteile und Thermoformsimulation von Flugzeugstringerprofilen

Diverse

Diverse

schnell bewegte Maschinenteile, Verkleidungsteile

Karosseriestrukturen, Außenhaut, Spoiler und Windabweiser, Innenverkleidungen

Luft- & Raumfahrt

Flügel-, Leitwerk-, Rumpfstrukturen; Clips und Cleats

Infusionstechnologien für Rotorblätter

Sport & Freizeit

Feststoffharze für den Yachtbau

Datenerfassung und durchgängige RTM-Simulationsketten

Windkraftblätter, Speichersysteme

Schnell bewegte Maschinenteile

Fahrwerkstrukturen

Hochbeschleunigte Maschinenteile, Gehäuse

Stoßfängerträger, Crashabsorber, Innenverkleidungsteile

Luft- & Raumfahrt

Verbindungen, Streben

Druckbehälter, Rotorwellen

Röntgentransparente Implantate, Orthesen

Sport & Freizeit

Fahrradrahmen

Schnell bewegte Maschinenteile

Karosserie- und Fahrwerkstrukturen

Luft- & Raumfahrt

Rumpf- und Leitwerkstrukturen, Hochauftriebskomponenten

Spezielle Leistungsmerkmale

Rechnerische Lebensdaueranalyse
Vielfältige Prüfmöglichkeiten und Messverfahren
- Bauteilprüfstand mit 6-Kanal-Steuerung
- zyklische Prüfung in Klimakammer und bei hohen Temperaturen
- Ein- und mehraxiale Werkstoffcharakterisierung
- Hochfrequenzprüfstand
- Optische 3D-Dehnungs- und Verformungsmessung mm bis m
- Kopplung an FE-Strukturanalyse
- Acoustic-Emission- und Thermographie-Messtechnik

Werkstoffe und Fragestellungen

Typische Werkstoffe

GFK
CFK
kontinuierlich und diskontinuierlich faserverstärkte Kunststoffe

Typische Fragen

Wie können Prüfmethoden zur Lebensdauerbestimmung effizienter gestaltet werden?
Wie werden zyklische Prüfungen von Werkstoffen und Bauteilen möglichst realitätsnah durchgeführt?
Welchen Einfluss haben Umweltbedingungen auf das Ermüdungsverhalten von Faser-Kunststoff-Verbunden?

Leitung

Joachim Hausmann

Joachim Hausmann

Programmbereichsleiter Bauteilentwicklung & Leiter Ermüdung & Lebensdaueranalyse

Spezielle Expertise

Methodenentwicklung für realitätsnahe und effiziente Werkstoff- und Bauteilprüfung unter Berücksichtigung von Umwelteinflüssen (Temperatur, Feuchte, Medien)

+49 631 2017 301

joachim.hausmann@leibniz-ivw.de

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Das Kompetenzfeld

Branchen & Anwendungen

Spezielle Leistungsmerkmale

Werkstoffe und Fragestellungen

Veröffentlichungen

Programmbereich

Programmbereich Bauteilentwicklung

Ermüdung & Lebensdaueranalyse

Projekte

Projekte in diesem Kompetenzfeld

3DPrint2Fiber

3DPrint2Fiber

Strukturoptimierte 3D-Druck Orthesen

Entwicklung eines Hybridverfahrens zur Herstellung von personalisierten und strukturell optimierten 3D-Druck Orthesen vor Ort

AdaptiveS

AdaptiveS

Durch adaptive Fertigungsprozesse sollen faserverstärkte Kunststoff-Halbzeuge effizienter produziert und qualitätsgesichert werden – ein Schritt in Richtung digitalisierter und nachhaltiger Produktion.

AFM - NanoIR on Nanocomposites

AFM - NanoIR on Nanocomposites

Ziel ist es, die Materialverteilung und chemische Zusammensetzung auf Nanoebene sichtbar zu machen, um Materialeigenschaften gezielt zu verbessern.

AIRPOXY

AIRPOXY

Vitrimere als Komplementär zu Thermoplast und Duroplast

In der Projektlaufzeit von 09/2018 bis 09/2022 soll durch die Entwicklung einer neuen Familie von Verbundwerkstoffen die Verarbeitung von FKV revolutioniert werden.

Aktivitäten im medizinischen Bereich

Aktivitäten im medizinischen Bereich

Entwicklung eines kostengünstigen, einfach zu handhabenden Verschlusssystems in Kunststoffbauweise, welches durch eine starre Fixierung die Vorteile am Markt verfügbarer Lösungen zum Heilungsprozess des Sternums nach einer Operation vereint

Antimikrobieller/antiviraler Schutz auf Nanoebene

Antimikrobieller/antiviraler Schutz auf Nanoebene

SUSAAN - Nachhaltige antimikrobielle und antivirale Nanobeschichtungen

Mit Bakterien kontaminierte Oberflächen und Gegenstände können Krankheiten verursachen.

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Ermüdung & Lebensdaueranalyse

IVW Schriftenreihe

Veröffentlichungen aus der IVW Schriftenreihe in diesem Kompetenzfeld

Experimental investigation and numerical modeling of time dependency of contact angle on laser micro-structured stainless steel

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Prozesstechnik für die Herstellung duroplastischer Faser-Kunststoff-Verbunde mit interlaminaren Elastomerschichten mittels Flüssigimprägnierverfahren

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Charakterisierung und Modellierung des Materialverhaltens von kohlenstofffaserverstärkten Sheet Molding Compounds während des Fließpressens

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Prozesskette zur Herstellung epoxidbasierter Feststoffharzprepregs und deren Verarbeitung zu Faser-Kunststoff-Verbunden

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Beitrag zur experimentellen Ermittlung des Dämpfungsverhaltens von Faser-Kunststoff-Verbunden

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The thermal N-layer model as a basis for further development and extension of IRT data post-processing methods using model simulation and machine learning methods

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Contribution to the improvement of the characterisation of the friction and wear behaviour of coated ski bases on ice

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Co-Konsolidieren von teilkonsolidierten CF/PEEK Tape-Preforms im Thermoformen

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Entwicklung einer Prüfmethodik für die Bestimmung kurzzeit-dynamischer Materialkennwerte von endlosfaserverstärkten Thermoplasten

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Entwicklung eines Heißpressprozesses zur Herstellung von flächigen Integralschaumhalbzeugen aus amorphen Hochleistungsthermoplasten

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Analysis of the effect of selective electrochemical etching of the shape memory alloy surface on the micromechanical interfacial behavior between the shape memory alloy wire and the epoxy polymer matrix

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Factors controlling damage initiation in fatigue loaded unidirectional composites under the influence of different matrix properties

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Diskontinuierliches induktives Fügen glasfaserverstärkter Thermoplaste mit Karosseriestählen

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Transient electro-thermomechanical modeling of shape adaptive Shape Memory Alloy Hybrid Composites under influence of ambient temperature and static external load

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Willenbacher, B.

Bestimmungsmethoden für das transversale Imprägnier- und Deformationsverhalten textiler Verstärkungsstrukturen

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Beitrag zur Beschreibung des mechanischen Materialverhaltens von Metall-Faser-Hybrid-Verbund-Werkstoffen am Beispiel von stahl- und kohlenstofffaserverstärktem Epoxidharz

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Creation of an Information Management System for Tribology Laboratories and its Application to Transfer Film Luminance Analysis

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Einfluss des Matrixsystems und der Strukturkrümmung auf die Schlagbelastbarkeit von Faser-Kunststoff-Verbunden

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Transferfilm-Luminance-Analysis: A comprehensive transfer film detection and evaluation method

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Untersuchung und Optimierung des induktiven Aufheizverhaltens von textilverstärkten CFK-Organoblechen

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Forschung & Entwicklung

Kompetenzfelder

Weitere Kompetenzfelder

Datengetriebene Methoden

Mechanische Charakterisierung & Modellierung

Ermüdung & Lebensdaueranalyse

Digitalisierte Material- und Prozessentwicklung

Molding & Joining Technologies

Prozesssimulation

Roving- & Tapeverarbeitung

Smart Composites & Nondestructive Testing

Tailored Thermosets & Biomaterials

Materialkreisläufe

Remanufacturing & Repair