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 3D-Druck jetzt auch mit Glas möglich
20.04.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Kluge Laserbearbeitungsköpfe im Digitalzeitalter
13.04.2017 | 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: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten