Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Risse stoppen durch "Aikido"

17.06.2008
Biomechaniker des Karlsruher Instituts für Technologie entschärfen Schäden an Bauteilen

Das Versagen eines Bauteils kann schwere Sach- und Personenschäden nach sich ziehen. Grund des Versagens sind oft Risse. Biomechaniker des Karlsruher Instituts für Technologie haben nun eine neuartige Versagensbarriere entwickelt, die einen kontrollierten Weiterbetrieb des geschädigten Bauteils ermöglicht. Gegenüber bisherigen Methoden ist die weitere Einsatzdauer bis zum Ersatz des Bauteils um einen Faktor 35 verlängert.

Versagt ein mechanisch beanspruchtes Bauteil, können daraus Sach- und Personenschäden folgen. In vielen Fällen sind es Risse, die das Versagen bewirken. Um ein rissbehaftetes Bauteil bis zum Ersatz weiter betreiben zu können, wurden in der Vergangenheit häufig die Rissspitzen weggebohrt. Ein rundes Loch galt als weniger gefährlich als eine scharfe Rissspitze. An Spannungsmaxima des runden Loches entstanden jedoch regelmäßig neue Risse, die dann ebenfalls weggebohrt wurden. Das Bauteil wurde so immer weiter geschwächt.

Nun wurde in der Abteilung Biomechanik am Institut für Materialforschung II im Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eine neue Risstherapie entwickelt: Dabei wird an der Spitze des durch die Belastung entstandenen Risses senkrecht zu dessen ursprünglichem Verlauf künstlich ein so genannter "Aikido-Riss" angebracht. Aikido steht dabei für das Prinzip, die Kraft eines gegnerischen "Angriffs" umzuleiten.

... mehr zu:
»KIT

Die Risse werden so umgelenkt, dass die Rissspitzen in Druckzonen laufen. Die Rissspitzen werden dort zusammengedrückt und stoppen dadurch von selbst. Damit die neue Risskontur keine Sekundärrisse startet, wird sie nach dem Vorbild der Natur formoptimiert. In Schwingversuchen wurde festgestellt, dass durch diese Behandlung von Rissen die Bauteile bis zu einem Faktor 35 länger weiterleben als nach Behandlung mit herkömmlichen Methoden. Berechnungen mit Hilfe von Finiten Elementen bestätigen die drastische Verminderung der Spannungsspitzen.

"Wer seinem Reißverschluss am Hosenbund nicht traut, schnallt den Gürtel ein Loch enger", veranschaulicht Professor Dr. Claus Mattheck, Leiter der Abteilung Biomechanik im KIT, das Verfahren. "Dadurch verringert man intuitiv gefährliche Querspannungen."

Die neuartige Risstherapie ist ein weiterer Baustein in Matthecks Volksmechanik zur Schadensprävention: Mittels einfacher und nachvollziehbarer Methoden nach dem Vorbild der Natur werden Bauteile leichter konstruierbar und weisen bei gleichem Materialeinsatz eine deutlich erhöhte Lebensdauer auf.

Im Karlsruher Institut für Technologie (KIT) schließen sich das Forschungszentrum Karlsruhe in der Helmholtz-Gemeinschaft und die Universität Karlsruhe zusammen. Damit wird eine Einrichtung international herausragender Forschung und Lehre in den Natur- und Ingenieurwissenschaften aufgebaut. Im KIT arbeiten insgesamt 8000 Beschäftigte mit einem jährlichen Budget von 700 Millionen Euro. Das KIT baut auf das Wissensdreieck Forschung - Lehre - Innovation.

Die Karlsruher Einrichtung ist ein führendes europäisches Energieforschungszentrum und spielt in den Nanowissenschaften eine weltweit sichtbare Rolle. KIT setzt neue Maßstäbe in der Lehre und Nachwuchsförderung und zieht Spitzenwissenschaftler aus aller Welt an. Zudem ist das KIT ein führender Innovationspartner für die Wirtschaft.

Weiterer Kontakt:

Inge Arnold
Forschungszentrum Karlsruhe
Stabsabteilung Presse, Kommunikation und Marketing
Postfach 3640, 76021 Karlsruhe
Tel.: +49 7247 82-2861
Fax: +49 7247 82-5080
E-Mail: info@pkm.fzk.de

Dr. Elisabeth Zuber-Knost | idw
Weitere Informationen:
http://www.kit.edu

Weitere Berichte zu: KIT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Quantenanomalien: Das Universum in einem Kristall
21.07.2017 | Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe

nachricht Projekt »ADIR«: Laser bergen wertvolle Werkstoffe
21.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

IT-Experten entdecken Chancen für den Channel-Markt

25.07.2017 | Unternehmensmeldung

Erst hot dann Schrott! – Elektronik-Überhitzung effektiv vorbeugen

25.07.2017 | Seminare Workshops

Dichtes Gefäßnetz reguliert Bildung von Thrombozyten im Knochenmark

25.07.2017 | Biowissenschaften Chemie