Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rechnend auf dem Weg zum selbstbügelnden Hemd

19.07.2004


Bestimmte Materiallegierungen kehren in bestimmten Temperaturbereichen nach Verformungen in ihre Ausgangslage zurück. An der Uni kassel werden die zugehörigen mathematischen Grundlagen erarbeitet.



Das wäre doch sehr praktisch: Einen Fön daran halten und schon ist die Kleidung knitterfrei, die Autobeule fort und die Brille, auf die man versehentlich getreten ist, wieder brauchbar. Im Prinzip gibt es das auch bereits - doch warum die so genannten Formgedächtnislegierungen diese Materialeigenschaften haben und wie sie sich gezielt berechnen und damit nutzen lassen, ist Forschungsthema eines DFG-geförderten Projektes an der Universität Kassel. Die Modellierung der Materialeigenschaften von Formgedächtnislegierungen wie etwa Nickel-Titan (NiTi) bearbeitet Dr. Dirk Helm im Institut für Mechanik, Fachbereich Maschinenbau der Universität Kassel. Dass das erste DFG-Vorhaben bereits seit 1996 gemeinsam mit dem inzwischen pensionierten Prof. Dr.-Ing. Peter Haupt gestartet wurde und erneut bis 2005 mit einer Gesamtsumme von rund einer halben Million Euro gefördert wird, zeigt, wie schwierig die Materie ist.



"Wir wissen, dass bestimmte Legierungen in bestimmten Temperaturbereichen ihr Formgedächtnis aktivieren und nach einer Verformung in ihre Ausgangslage zurückkehren. Sie können dabei im Vergleich zu anderen "smart materials" sehr große Kräfte entwickeln und weite Wege zurücklegen", so Helm. Um diese Materialeigenschaften effektiv in industriellen Anwendungen nutzen zu können, erarbeitete Helm ein mathematisches Modell im Rahmen der Kontinuumsmechanik, das bereits in der Forschung eingesetzt wird. Teilweise fehlen jedoch grundlegende Daten über die Materialeigenschaften, die Helm durch Versuche im Kasseler Uni-Labor gewinnt. Die so gewonnenen Materialeigenschaften fließen kontinuierlich in die Modellentwicklung ein. Die Modellierung der dreidimensionalen Materialeigenschaften von Formgedächtnislegierungen erfordert ein sehr kompliziertes mathematisches Modell, weil die Materialeigenschaften gleichzeitig durch thermische und mechanische Effekte beeinflusst werden, so dass in dem Modell miteinander gekoppelte Gleichungen auftreten" führt Helm aus. Dieser Hauptbestandteil des Projekts wird flankiert von experimentellen Untersuchungen. Dort werden mechanische Experimente durchgeführt bei unterschiedlichen Temperaturen und an verschiedenen Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen, und das sowohl an relativ dicken Drähten sowie an dünnwandigen Rohren. Mehraxiale Experimente wurden außer in Kassel weltweit an wenigen anderen Instituten durchgeführt" so Wissenschaftler Helm.

Mit seinem schon weit fortgeschrittenen Materialmodell ist man in der Lage, im Zusammenspiel mit einem Finite Elemente Programm nahezu beliebige Strukturen zu berechnen. Und dann kommt der Wissenschaftler so richtig ins Schwärmen: "Die sehr unterschiedlichen Eigenschaften der Formgedächtnislegierungen ließen sich einsetzen bei Gebäuden zum Schutz vor einem Erdbeben, im Bereich der Medizintechnik als Gefäßimplantate um Adern zu stützen, für Operationsinstrumente der minimal-invasiven Chirurgie sowie zur Gestaltung von Stellelementen in vielen Bereichen der Technik."

Info
Universität Kassel
Dr.-Ing. Dirk Helm
Institut für Mechanik
tel (0561) 804 2824
fax (0561) 804 2720
e-mail Helm@ifm.maschinenbau.uni-kassel.de

Ingrid Hildebrand | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kassel.de
http://www.ifm.maschinenbau.uni-kassel.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Schnell, präzise, aber nicht kalt
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Neues Laserstrahl-Schweißverfahren des Fraunhofer IWS erlangt die Zertifizierung der DNV GL
16.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften