Lehr- und Forschungsgebiet für Werkstoff- und Bauteilintegrität

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Am Institut für Eisenhüttenkunde lehrt und forscht die Gruppe Werkstoff- und Bauteilintegrität unter der Leitung von Professor Sebastian Münstermann auf den Gebieten der Anwendung metallischer Werkstoffe. Dabei sind die Lehre und auch die angebotene Weiterbildung praxisrelevant auf hohem wissenschaftlichen Niveau. Die Forschungsprojekte sind sowohl grundlagen- als auch anwendungsorientiert ausgerichtet. In vier Arbeitsgruppen werden themenbezogene aktuelle Fragestellungen aufgegriffen und ein wissenschaftlicher Beitrag zu industriellen Problemstellungen geleistet.

Forschungsschwerpunkte

A) Bauteilintegrität

Der nachhaltige Umgang mit natürlichen Ressourcen erfordert die optimale Ausnutzung angebotener mechanischer Eigenschaftsprofile. Deshalb befasst sich die Gruppe Bauteilintegrität mit der Entwicklung und Anwendung makroskopischer schädigungsmechanischer Modellierungsansätze mit dem Ziel einer optimierten Grenzzustandsbetrachtung für hochbeanspruchte Bauteile des Bauwesens und des Maschinenbaus.

B) Bauteillebensdauer

Die meisten Schadensfälle an mechanisch beanspruchten Bauteilen lassen sich auf Ermüdungserscheinungen zurückführen. Zur Vermeidung dieser Schadensfälle werden zuverlässige Konzepte zur Lebensdauerabschätzung benötigt. Aus diesem Grund leistet die Gruppe Bauteillebensdauer Beiträge zur Modellierung der zyklischen Schädigung mit einem Schwerpunkt auf der Beschreibung des Wachstums mikrostrukturell kurzer Risse.

C) Bauteilprüfung

In der Modellierung von Schädigung und Versagen erfolgen die Skalensprünge von der μm- auf die mm- und die m-Skala durch Einsatz von geeigneten Homogenisierungsmethoden. Insbesondere für die Nutzung dieser Modelle zur Bauteilauslegung ist eine experimentelle Validierung der Modellaussagen unverzichtbar. Deshalb werden Methoden der Bauteilprüfung eingesetzt, wobei die Maschinenausstattung selbst Ermüdungsversuche an Großbauteilen bei vergleichsweise hohen Prüffrequenzen ermöglicht.

D) Schädigungstoleranz

Das moderne Werkstoffdesign beruht auf der Bereitstellung von maßgeschneiderten Mikrostrukturen für definierte und konkret benannte Anwedungsgebiete. Die Gruppe Schädigungstoleranz entwickelt hierzu Konzepte, um aus Bauteilsicherheitsbetrachtungen resultierende Eigenschaftsanforderungen durch Computersimulationen in maßgeschneiderte Gefügemorphologien zu übersetzen.