Abteilung

Werkstoffverhalten und Werkstoffmodellierung

Untersuchung des Werkstoffverhaltens unter hohen Temperaturen sowie in Werkstoffen ablaufende Prozesse und wirkende Mechanismen während der Beanspruchung

Ihr kompetenter Partner

Die Referate der Abteilung Werkstoffverhalten und Werkstoffmodellierung

Hochtemperaturwerkstoffprüfung

Hochtemperaturwerkstoffprüfung bedeutet, das Werkstoffverhalten unter hohen Temperaturen durch adäquate Experimente darzustellen. In der Regel spielt dort zeitabhängige, inelastische Verformung eine entscheidende Rolle.

Stoffgesetze und Mikrostrukturberechnung

Wir bieten Ihnen an, die in Werkstoffen ablaufenden Prozesse und wirkenden Mechanismen während der Beanspruchung auf mehreren Längenskalen zu untersuchen. Das Verständnis der Wechselwirkung zwischen der Mikrostruktur des Werkstoffs und dem Verformungs- und Schädigungsverhalten ermöglicht eine zuverlässige Abschätzung der Lebensdauer der Bauteile und bildet die Grundlage für "maßgeschneiderte Werkstoffe" mit gewünschten Eigenschaftsprofilen.

Hochgeschwindigkeitsbeanspruchung

Das Referat Hochgeschwindigkeitsbeanspruchung untersucht experimentell und numerisch das Werkstoff- und Bauteilverhalten bei erhöhten Beanspruchungsgeschwindigkeiten.
Anwendungsgebiete sind z.B. die Crashsimulation, Sicherheitsanalysen bei schlagartiger Beanspruchung und die Prozesssimulation in der Fertigung.

Aufgaben und fachliche Schwerpunkte

  • Dynamisches Fließverhalten (z.B. Zugversuch nach DIN EN 26203-2 und SEP 1230)
  • Dynamische Bruchmechanik und Schädigungsmechanik (z.B. ASTM E1921)
  • Dynamische Bauteilversuche (Fallwerksversuche, Crash)
  • Entwicklung, Validierung und Implementierung von geschwindigkeits- und temperaturabhängigen Material- und Schädigungsmodellen unter Berücksichtigung von Mehrachsigkeit und Lodewinkel
  • Ermittlung von Materialparametern für empirische und phänomenologische Modelle (Johnson-Cook, Zerilli-Armstrong, Voce, Wierzbicki)
  • Numerische Simulation von schlagartigen Vorgängen und Belastungen
  • Experimentelle und numerische Simulation von dynamischen Prozessen (Hochgeschwindigkeitsumformen, -zerspanen, -schneiden)
  • 2D und 3D FE-Programme zur Modellierung des Verformungs- und Schädigungsverhaltens in idealisierten und realen Gefügetypen
  • Molekulardynamik-Simulationsprogramm IMD
  • Programm zur 3D Gefügerekonstruktion aus Tomogrammen und Erstellung von Simulationsmodellen
  • Schädigungsmechanische Werkstoffmodelle zur Zähbruchbeschreibung (z.B. Rousselier Modell) und Sprödbruchbeschreibung (z.B. Beremin Ansatz)
  • Simulations-/netzgenerierungs- und Auswerteprogramme (ABAQUA/CAE,ANSYS,ADINA,PATRAN mit Schnittstellen zu allen gängigen CAD-Systemen
  • Zugriff auf Höchstleistungsrechner am Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS)
  • Molekulardynamik-Simulation zur Analyse der verformungsinduzierten Martensitumwandlung
  • Mikrostrukturuntersuchungen an realen Gefügen und Abteilung relevanter Parameter für die Stoffgesetzentwicklung
  • 2D/3D-Modellierung des Werkstoffverhaltens basierend auf mikrostrukturell begründeten Effekten
  • Dynamische Bruchmechanik
  • Entwicklung von Lösungen zur Umsetzung von Bauteilversuchen bei hohen Temperaturen
  • Weiterentwicklung von Werkstoffgesetzen und schädigungsmechanischen Ansätzen
  • Weiterentwicklung von Modellen basierend auf FEM
  • Kopplung von Prozess-Simulation und Mikrostrukturmechanik
  • Untersuchung des Masterkurven-Konzepts bei dynamischer Rissbeanspruchung
  • Verformungs- und Versagensverhalten dünnwandiger Rohrleitungen unter Detonationsbeanspruchung
  • Prüfstelle in der Forschungsvereinigung Warmfeste Stähle und Hochtemperaturwerkstoffe (FVWHT)
  • European-Collaborative-Creep-Committee (ECCC)
  • ISO/TC 164 “Mechanical testing of metals”
  • ISO/TC 164/SC 01/WG 07 "Tensile testing at high strain rates"
  • ISO/TC 164/SC 04 “Toughness Testing”
  • ASTM Committee E08 on Fatigue and Fracture
  • NA 062 DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP)
  • NA 062-01-42 AA Arbeitsausschuss Zug- und Duktilitätsprüfung für Metalle
  • NA 062-01-46 AA Arbeitsausschuss Bruchmechanik
  • Großbauteilprüfung bis 2.5 m Länge bis 700°C
  • Großprüfmaschinen bis 5 MN
  • Korrosionsprüfstand zur Erzeugung Überkritischer Dampfparameter
  • Dehnungsgeregelte Innendruckversuche bei Hochtemperatur
  • Servohydraulische Schnellzerreißmaschine 100 kN bis 20 m/s
  • Temperaturkammer -100°C bis +300°C geeignet für optische Messtechnik
  • Split Hopkinson Pressure Bar Anlage
  • Fallwerke bis 20kJ / 10 m Fallhöhe
  • Hochgeschwindigkeitskameras bis 2 Millionen Bilder pro Sekunde
  • DMS-Verstärker bis 1MHz
  • Kraftmessglieder für schnelle Vorgänge

Kontakt

Andreas Klenk
Dr.-Ing.

Andreas Klenk

Stellvertretender Direktor, Kaufmännischer Direktor

Daniela Dosch
 

Daniela Dosch

Sekretariat

 

Weitere Kontakte

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