Abteilung 22 Werkstoffverhalten

- Aufgaben / Fachliche Schwerpunkte
- Besondere Einrichtungen
- Ansprechpartner

Die Abteilung 22 Werkstoffverhalten ist in folgende Referate gegliedert:

  • Referat 221  Schwingprüfung
  • Referat 222  Werkstoffprüfung
  • Referat 223  Stoffgesetze

Zentrale Aufgaben der Abteilung sind die Ermittlung, Darstellung und Bereitstellung von Daten über das individuelle Werkstoff- und Versagensverhalten von Bauteilen und Proben und der zugehörigen Kennwerte unter komplexer bzw. zulässig vereinfachter Belastungsaufgabe. Diese Tätigkeiten ergänzen sich mit der Anwendung von Methoden zur Umsetzung von ermittelten Werkstoffeigenschaften und Kennwerten in Auslegung und Gestaltung von Bauteilen sowie der Qualifizierung und Optimierung neuer Werkstoffe sowie Füge- und Herstellverfahren.

Die Abteilung Werkstofftechnik der MPA wird als Prüfinstitut in der Arbeitsgemein­schaft warmfeste Stähle und dem European Creep Collaborative Committee geführt. Sie unterwirft sich regelmäßigen Qualitätsaudits im Rahmen nationaler und internationaler Vergleichsversuche und ist in den wesentlichen Standardprüfungen nach EN 450001 qualitätsgesichert.

 Aufgaben / Fachliche Schwerpunkte
Forschung
  • Ermittlung und Beschreibung des Werkstoff- und Bauteilverhaltens (Verformungs- und Versagensverhalten einschließlich Rissinitiierung und -fortschritt) bei statischer und schwingender Beanspruchung bei Temperaturen bis in den Kriechbereich
Entwicklung
  • Optimierung und Qualifizierung von Werkstoffen (im verarbeiteten Zustand) und deren Schweißverbindungen
  • Weiterentwicklung und Anpassung von Stoffgesetzen zur Anwendung bei Auslegung und Lebensdaueranalyse, auch in Verbindung mit Finite-Elemente-Berechnungen
  • Entwicklung von Konzepten zur Bestimmung der Lebensdauer in Komponenten und Anlagen bei schwingender Beanspruchung bei Temperaturen bis in den Kriechbereich
 

Dauerschwingversuch an Kranbauten

 

Ariane - Prüfbooster

  Dauerschwingversuch an Kranbauteilen   Unterirdischer Prüfschacht mit 
ARIANE 5-Booster
 Prüfung / Ermittlung
  • Standardprüfungen und individuelle Sonderprüfungen wie Zug-, Stauch- und Torsionsversuche, Bruchmechanikversuche, Zeitstandversuche, Relaxationsversuche, Dehnwechselversuche bzw. Spannungswechselversuche, Innendruckversuche, Versuche zur Ermittlung von Risseinleitung und -wachstum unter einachsigen sowie komplexen Beanspruchungen an Stählen, metallischen Legierungen, Keramik, Kunststoffen, Verbundwerkstoffen bzw. Werkstoffverbunden in unterschiedlichen Medien
  • Durchführung von Versuchen an Bauteilen, wie z.B. Kraftwerksbauteile, Kfz-Bauteile mit realitätsnaher Abbildung unter den im Betrieb auftretenden Belastungen (der flexible Aufbau der eingesetzten Prüfeinrichtungen erlaubt die individuelle Anpassung an vorgegebene Belastungsbedingungen)
  • Ermittlung
    -   von Spannungen und Verformungen zum Zeitpunkt der Belastungsaufbringung,
    -   des zeitabhängigen und lastspielabhängigen Umlagerungsverhalten von Spannungen und Dehnungen,
    -   der maximalen Beanspruchung oder Erschöpfung,
    -   der zeit- und ortsabhängigen Schädigungsabläufe (Risseinleitung, Risswachstum),
    -   der Belastung bzw. Lastspielzahl bei Versagen
  • Bereitstellung von Stoffgesetzen bzw. ihrer Parameter zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen der Belastung bzw. Spannung s, der sich einstellenden Verformung e , der Zeit t und der Temperatur T für die Durchführung von (Finite Elemente)-Berechnungen. Ferner werden Kriterien bzw. Hypothesen zur Festlegung des Versagens oder der Funktionsunfähigkeit eines Bauteils für die Lebensdauerermittlung auf der Grundlage von experimentell ermittelten Daten an Proben bzw. Bauteilen bereitgestellt
  • Interdisziplinäre Verbindung von Methoden der zerstörenden und zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, der numerischen Analyse sowie von mikrostrukturellen und werkstofftechnischen Untersuchungen zur Umsetzung und Ausarbeitung von Empfehlungen zur Werkstoffauswahl, Optimierung des Werkstoffs, Verarbeitung, der konstruktiven Verbesserung und zur Überwachung
Untersuchungen / Analysen / Begutachtungen
  • Werkstoffauswahl und -optimierung auf Grundlage der ermittelten bauteilspezifischen Schädigungsmechanismen und damit verbunden Optimierung der Bauteilgeometrie
  • Interdisziplinäre Verbindung von Methoden der zerstörenden und zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, der numerischen Analyse sowie von mikrostrukturellen und werkstofftechnischen Untersuchungen zur Umsetzung und Ausarbeitung von Empfehlungen zur Werkstoffauswahl, Optimierung des Werkstoffs, Verarbeitung, der konstruktiven Verbesserung und zur Überwachung
  • Gutachten in Schadensfällen an mechanischen Komponenten
 

Hochtemperaturzugversuch

 

Kriechdehnungsverteilung

  Hochtemperaturzugversuch     Über Finite Elemente Analysen 
bestimmte Kriechdehnungsverteilung 
im Stutzenbereich eines Rohres
 Beratung
  • Beratung auf dem Gebiet des Werkstoffeinsatzes und der Werkstoffmodellierung
  • Bereitstellung von Stoffgesetzen bzw. ihrer Parameter zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen der Belastung bzw. Spannung, der sich einstellenden Verformung, der Zeit und der Temperatur für die Durchführung von (Finite Elemente)-Berechnungen
Mitarbeit in Ausschüssen
  • Mitwirkung in regelwerksgebenden Gremien bei der Weiterentwicklung des technischen Regelwerkes (z.B. CEN, DIN) sowie in Arbeitskreisen (z.B. Arbeitsgemeinschaft warmfester Stähle und European Creep Collaborative Committee (ECCC) und Ausschüssen von Fachverbänden (FVV, FDBR, VGB)
 

Gleeble

 

Kältemittelverdichter

  Thermomechanisches Prüfsystem 
Gleeble 2000 
(40/80 kN, 1600 oC, 1000 mm/s)
für Zug-/Druck- sowie Kurzzeitstandversuche
(bis 10 h)
  Kältemittelverdichter aus Grauguss nach Berstversuch
 Besondere Einrichtungen
  • Einrichtungen für Standardprüfungen und individuelle Sonderprüfungen unter einachsigen sowie komplexen Beanspruchungen an Stählen, metallischen Legierungen, Keramik, Kunststoffen, Verbundwerkstoffen bzw. Werkstoffverbunden in unterschiedlichen Medien unter ruhender und schwingender Belastung bis hin zu hohen dynamischen und schlagartigen Beanspruchungen
    - Zug-, Stauch- und Torsionsversuche
    - Bruchmechanikversuche
    - Zeitstandversuche
    - Relaxationsversuche
    - Dehnwechselversuche bzw. Spannungswechselversuche
    - Innendruckversuche
    - Kriechratchetingversuche
    - Versuche zur Ermittlung von Risseinleitung und -wachstum
  • Einrichtungen zur Durchführung von Versuchen an Bauteilen, wie z.B. Kraftwerksbauteile, Kfz-Bauteile mit realitätsnaher Abbildung der im Betrieb auftretenden Belastungen
  Fallwerk  

Schnellzerreißmaschine

  20 kJ-Fallwerk
(Fallhöhen bis 10 m)
  12MN Schnellzerreißmaschine  
 Weitere Informationen
 Ansprechpartner

Sekretariate

Frau D. Dosch


Frau A. Ulm



 ++49 (0)711/685-63063
  ++49 (0)711/685-63054
 

Abteilungsleitung

Herr Dr.-Ing. A. Klenk



 ++49 (0)711/685-63968
 ++49 (0)711/685-63053
 

Herr Dr.-Ing. A. Hobt

 ++49 (0)711/685-63909
 ++49 (0)711/685-63053
 

Referate

Schwingprüfung



Herr Dr.-Ing. G. Schellenberg

N.N.



 ++49 (0)711/685-62576
 

Werkstoffprüfung

Herr Dr.-Ing. A. Hobt

N.N.

 ++49 (0)711/685-63909
 

Stoffgesetze

Herr Dipl.-Ing. P. Buhl

N.N.

 ++49 (0)711/685-63065