Werkstoffe und Bauteile

Abteilung Werkstoffe und Bauteile

Die Abteilung Werkstoffe und Bauteile befasst sich mit der experimentellen und numerischen Beanspruchbarkeitsanalyse von zyklisch belasteten metallischen und keramischen Werkstoffen und Bauteilen.
Zu den Aufgaben gehört die Durchführung von kraft- und dehnungsgeregelten Versuchen mit Proben und Bauteilen sowie die Ermittlung und FEM-gestützte Bewertung von Einflüssen aus Konstruktion, Fertigung, Oberflächennachbehandlungen und Belastung auf die Schwing- und Wälzfestigkeit. Die Korrelation der zyklischen Kennwerte mit lokalen Beanspruchbarkeits- und Bauteilparametern sowie metallographischen Analysen bildet die Basis für die Übertragbarkeit zyklischer Kennwerte. Die Kombination von experimenteller und numerischer Simulation bildet die Basis für die validierte numerische Methodenentwicklung.

Leistungsangebot

  • Untersuchung des zyklisches Werkstoffverhalten mit Proben (gekerbt, ungekerbt, bauteilähnlich; dehnungs- oder kraftgeregelt) und Ableitung relevanter Kennwerte
  • Nachweis der Lebensdauer von Bauteilen (z.B. Motorkomponenten) unter einaxialer Belastung (Wöhler- und Gaßnerversuche)
  • Bewertung des Einflusses von Konstruktionsmerkmalen, z.B. Kerben, und Fertigung wie Gießen, Schmieden, Schweißen, Brennschneiden, Kleben, Nieten, Umformen, etc. auf die Schwingfestigkeit
  • Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Nachbehandlungsverfahren wie Strahlen, Nitrieren, Induktionshärten, Festwalzen, etc. auf die Schwingfestigkeit bzw. Versagensbereichen
  • Untersuchungen zur Wälzbeanspruchung ohne und mit überlagertem Schlupf an Rollenproben sowie Zahnrädern
  • Bewertung des Einflusses aus Einsatzbedingungen (konstante oder variable Amplituden) und Umweltbedingungen (Temperatur, Medien wie z.B. Salz, Kraftstoff, H2) auf das lokale Werkstoffverhalten und auf die Lebensdauer
  • Bemessungsmethoden für konstante und zeitlich veränderliche Hauptspannungsrichtungen
  • Konzepte zur Übertragbarkeit von Schwing- und Wälzfestigkeitskennwerten auf Bauteile
  • Ableitung von Kennwerten für die numerische Methodenentwicklung durch Kennwertermittlung durch angepasste Kleinlastprüftechnik und Kleinstproben
  • Schnelle Prüftechnik für variable Amplituden
  • Materialographie (REM-Untersuchungen und Lichtmikroskopie)
  • Methodenentwicklung zur Lebensdauerabschätzung
  • Numerische Bauteilbemessung und -optimierung
  • Numerische Bewertung der Einflüsse von Fertigungsverfahren (u.a. Urformen, Umformen und Oberflächenbehandlung, Fügen)
  • Numerische Bewertung der Beanspruchbarkeit und Lebensdauer von Schweiß- und Klebnähten
  • Topologie- und Formoptimierung mit Fokus Betriebsfestigkeit
  • Bruchmechanisch basierte Bewertungsmethoden

Branchen & Märkte

  • OEMs Automotive
  • Automotive
  • Nutzfahrzeughersteller
  • Schmieden
  • Gießereien
  • Motorenhersteller
  • Aluminiumhersteller
  • Stahlhersteller
  • Sinterteilehersteller
  • Maschinen- und Anlagenbau
  • Windkraft

Bauteilgebundenes Werkstoffverhalten

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Rainer Wagener

Gruppenleiter

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Bartningstr. 47
64289 Darmstadt

Telefon +49 6151 705-444

Bauteilerprobung und Optimierung

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Klaus Lipp

Gruppenleiter

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Bartningstr. 47
64289 Darmstadt

Telefon +49 6151 705-243

Numerische Methoden und Bauteilbemessung

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Jörg Baumgartner

Gruppenleiter

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Bartningstr. 47
64289 Darmstadt

Telefon +49 6151 705-474

Umweltsimulation

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Steffen Schönborn

Fachteamleiter

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Bartningstr. 47
64289 Darmstadt

Telefon +49 6151 705-656

Guss

Contact Press / Media

Dr.-Ing. Christoph Bleicher

Fachteamleiter

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Bartningstr. 47
64289 Darmstadt

Telefon +49 6151 705-8359