Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kasseler Forschung zu Materialermüdung soll katastrophale Schadensfälle vermeiden helfen

11.01.2013
Wissenschaftler der Uni Kassel entwickeln ein Verfahren, um Mikroschäden im Metall früher zu erkennen. Das kann auch katastrophale Schadensfälle vermeiden. Denn kleinste Risse im Stahl können etwa zum Entgleisen von Zügen führen.

Wird Metall durch ständige Bewegung stark belastet, verändert sich seine Oberfläche. Sie wird erst rau, später bilden sich Risse und schließlich bricht das Material auseinander. Materialermüdung ist zum Beispiel für den Bahnverkehr eine Gefahr: So war das ICE-Unglück von Eschede, bei dem 1998 über 100 Menschen starben, Folge eines Risses in einem metallenen Radreifen.

Prof. Dr. Angelika Brückner-Foit, Leiterin des Fachgebiets Qualität und Zuverlässigkeit am Institut für Werkstofftechnik, und Prof. Dr. Peter Lehmann, Leiter des Fachgebiets Messtechnik im Fachbereich Elektrotechnik/Informatik, wollen Materialschäden frühzeitig erkennen, bevor sich Risse bilden. In ihrem Projekt „3D-Analyse von Oberflächenschädigungen in metallischen Werkstoffen unter Ermüdungsbelastung“ entwickeln sie seit November 2012 dazu ein neues Verfahren.

Das Projekt ist interdisziplinär angelegt und vereint die Kompetenzen der Fachbereiche Elektrotechnik/Informatik und Maschinenbau. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Vorhaben mit rund 350.000 Euro zunächst für zwei Jahre. Die Erkenntnisse sollen der Industrie helfen, Schäden in Bauteilen frühzeitig zu erkennen oder gar zu vermeiden.

Prof. Lehmann entwickelt in der ersten Projektphase ein optisches Messgerät, das Mikroveränderungen von Metalloberflächen dreidimensional anzeigt. Durch die 3D-Technik wird die Oberfläche als dreidimensionales Gebirge sichtbar. Schädigungen lassen sich somit besser und früher, nämlich schon im Stadium der Rauigkeit erkennen. Der Demonstrator für das neue Messgerät wird im Projekt aufgebaut und erprobt. Prof. Brückner-Foit beurteilt aus den Informationen der dreidimensionalen Oberflächenanalyse, ob bereits eine Schädigung besteht und ob diese eine Gefährdung des Bauteils darstellt.

Die Wissenschaftler simulieren die Belastungen, die z.B. auf die Räder von Eisenbahnzügen wirken oder auf Stahlbauteile von Brücken, die am Tag von Tausenden von Autos überquert werden, im Labormaßstab mit Proben. Diese werden in einer servohydraulischen Prüfmaschine Belastungszyklen ausgesetzt. Das 3D-Mikroskop wird im Versuchsaufbau integriert und ist so ebenfalls Schwingungen ausgesetzt. Trotzdem soll es Veränderungen an der Oberfläche im Nanometerbereich anzeigen.

Im Projekt soll eine Methode entwickelt werden, die mit einem integrierten Mess-System störende Schwingungen, die bei Bewegungen in der Umgebung entstehen, erfasst und ausgleicht. Somit ist das Mikroskop auch für die Nutzung außerhalb schwingungsisolierter optischer Labore geeignet. Mittelfristig soll erreicht werden, dass ein derartiges System auch bei Routineprüfungen, wie sie z.B. an Eisenbahnrädern oder Flugzeugen vorgenommen werden, eingesetzt werden kann. Das würde die Sicherheit der Bauteile erhöhen und gleichzeitig die Instandhaltungskosten senken.

Info
Prof. Dr. Angelika Brückner-Foit
Universität Kassel
Institut für Werkstofftechnik, Fachgebiet Qualität und Zuverlässigkeit
Tel.: +49 561 804-3680
E-Mail: a.brueckner-foit@uni-kassel.de
Prof. Dr. Peter Lehmann
Universität Kassel
Fachbereich Elektrotechnik/Informatik, Fachgebiet Messtechnik
Tel.: +49 561 804-6313
E-Mail: p.lehmann@uni-kassel.de

Dr. Guido Rijkhoek | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kassel.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel
17.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht eldec-Technologie im Maschinenbau: Standardisierte Hochleistungsgeneratoren für exzellente Maschinenbaulösungen
15.12.2016 | EMAG eldec Induction GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise