Stipendiaten 2007

Jedes Bauteil besteht aus einem Werkstoff. Diese Werkstoffe lassen sich, je nach Formgebungsverfahren, in den meisten Fällen nicht fehlerfrei in ihre Form bringen.

Man lebt also bewusst mit Fehlern, von denen man nicht immer weiß, wo sie sich befinden und welche Größe und Ausprägung diese haben. Mittels moderner Mikrofokus- Computertomographen (µCT) lassen sich die Lage, Form und Größe solcher Fehler sehr genau ermitteln, ohne das Bauteil dabei zu zerstören.

Die genannten Parameter sind speziell bei technischer Keramik die entscheidenden Größen für das Versagen von Bauteilen. Um einen Aussage zu treffen, ob ein Fehler ungefährlich ist und somit toleriert werden kann, oder der Fehler kritischen Einfluß auf das Bauteilversagen hat, muss allen Parametern und deren Wechselwirkungen untereinander, in Bezug auf die Bauteilform und Belastung, Rechnung getragen werden.

Bei derart komplexen Zusammenhängen bedient man sich in der Werkstoffkunde gerne der Finiten-Elemente-Methode (FEM). Mit dieser Computersimulation lassen sich nahezu beliebig viele komplexe Zusammenhänge simulieren.

Ziel des Projektes ist es, die Daten aus den µCT- Aufnahmen in ein FE- Modell zu überführen. Dieser Arbeitsschritt soll schnell, mit möglichst kleinem Fehler und einfach gestaltet werden.

Hierzu werden keramische Modellproben, in die definierte Fehler eingebracht wurden am µCT untersucht und die Daten zu einem FE- Modell verarbeitet. An dem so gewonnenen Modell werden Festigkeitsprüfungen simuliert und an Hand der realen Proben überprüft. Die so ermittelte Vorgehensweise soll später auf beliebige Bauteile und Werkstoffe anwendbar sein, um die Auswirkungen von Materialfehlern auf das Bauteilversagen besser zu verstehen.

Abschlussbericht [pdf, 1 MB]