Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn Metalle doch nur gähnen könnten…

28.04.2011
Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik beschafft im Rahmen eines Sonderforschungsbereiches ein servohydraulisches Prüfsystem für Ermüdungsversuche

Auch Werkstoffe können ermüden. Im Gegensatz zum Menschen, der dabei gern mal ein hörbares Gähnen von sich gibt, ist einem Bauteil eine Ermüdungsschädigung erst dann wirklich anzumerken, wenn es fast schon zu spät ist. Erst wenn ein Riss zu sehen ist, beispielsweise im Radreifen eines Zuges oder in der Tragfläche eines Flugzeugs, finden Techniker einen warnenden Hinweis darauf, dass das Bauteil der Belastung nicht mehr lange standhalten wird.

"Die wirklich wichtigen Vorgänge spielen sich allerdings in Tausenden von Belastungszyklen im Inneren des Materials ab, noch lange bevor auf der Oberfläche ein Riss zu erkennen ist", erklärt Kristin Hockauf, Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik (IWW) der TU Chemnitz.

Für viele Werkstoffe ist dieses Ermüdungsverhalten bereits erforscht. Wenn aber neuartige Werkstoffe zum Einsatz kommen - insbesondere in Bauteilen, die für die Sicherheit wichtig sind - muss geklärt sein, dass dem Material nur das zugemutet wird, was es dauerhaft ertragen kann. Am IWW untersuchen die Wissenschaftler im Sonderforschungsbereich 692 "Hochfeste aluminiumbasierte Leichtbauwerkstoffe für Sicherheitsbauteile (HALS)" im Rahmen des Teilprojektes "Festigkeit und Versagen" das Ermüdungs- und Risswachstumsverhalten solcher neuartiger Aluminiumwerkstoffe. Dafür können sie nun auch eine servohydraulische Prüfmaschine der US-amerikanischen Firma MTS nutzen. Diese Anlage im Wert von 160.000 Euro wurde in der zweiten Antragsperiode des Sonderforschungsbereichs der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) angeschafft. "Nur eine solche Maschine kann die Belastungsabläufe über Tausende von Zyklen exakt steuern und die auftretenden Verformungen und Kräfte so genau messen, wie wir sie für die Analyse des Ermüdungsverhaltens brauchen", so Hockauf.

Mit der Anlage führen die Wissenschaftler Versuche an selbstentwickelten ultrafeinkörnigen Aluminiumlegierungen durch. Dazu belasten sie das Material mit wenig Kraft, wiederholen die Belastung aber sehr oft - so lange, bis ein Riss entsteht. "Das kann nach 100, aber auch erst nach 10.000 Durchläufen passieren", so Hockauf. Die beschädigten Proben werden dann unter dem Rasterelektronenmikroskop untersucht. Dadurch können die Forscher feststellen, wie sich die Mikrostruktur des Materials verändert, bevor es letztlich zum sichtbaren Riss kommt. "Dafür ist eine hohe Regelgenauigkeit der Maschine erforderlich. Nur wenn ganz exakt gemessen wird, können die Versuche reproduziert werden", sagt Hockauf.

"Durch die Versuche können wir nachvollziehen, welche Mechanismen an der Entwicklung eines Schadens beteiligt sind. Wenn wir diese kennen, können wir gezielt an der Verbesserung der Materialien arbeiten, um sie noch sicherer zu machen", erläutert Dr. Thorsten Halle, Leiter des Teilprojekts im Sonderforschungsbereich. So sicher, dass sie nicht ermüden - dass also auch dann nichts zu hören wäre, wenn Metalle gähnen könnten.

Der Sonderforschungsbereich HALS im Internet: http://www.sfb692.tu-chemnitz.de

Weitere Informationen erteilt Kristin Hockauf, Professur für Oberflächentechnik und Funktionswerkstoffe, Telefon 0371 531-36812, E-Mail kristin.hockauf@mb.tu-chemnitz.de.

Katharina Thehos | Technische Universität Chemnitz
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Clevere Folien voller Quantenpunkte
27.03.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Europäisches Exzellenzzentrum für Glasforschung
17.03.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE