Fügen und Bewerten
Moderne Leichtbaukonzepte erfordern leichte, hochfeste Werkstoffe und fortschrittliche Schweißtechnologien mit hoher Präzision und Schweißnahtqualität. Die Abteilung Fügen und Bewerten (WMF) befasst sich mit Fragestellungen der Laserstrahl-Schweißprozessentwicklung inklusive Prozesssimulation, der Entwicklung und dem Bau von Leichtbau-Demonstratoren sowie deren Prüfung und Bewertung hinsichtlich ihres Schadenstoleranzverhaltens. Zu diesem Zweck ist in 2009 eine Großformat-Laserschweißanlage aufgebaut und in 2010 in Betrieb genommen worden.
Großformat-Laserschweißanlage
Großformat-Laserschweißanlage
Zur Bewertung des Ermüdungs- und Bruchverhaltens geschweißter Leichtbaukomponenten müssen die komplexen Belastungsbedingungen sowie die lokalen Eigenschaftsvariationen und Eigenspannungsverteilungen im Schweißnahtbereich mit berücksichtigt werden. Bei zunehmender Größe der geschweißten Komponenten sind die Kosten für die Herstellung und Prüfung ein wesentlicher Faktor.
Computersimulationen, die auf die Materialmodelle und Methoden der Rissausbreitungssimulation der Abteilung Simulation von Werkstoff- und Strukturverhalten (WMS) aufbauen, werden hier für die Entwicklung komplexer Leichtbaustrukturen eingesetzt. Dies erspart große Mengen an Probenmaterial, Entwicklungszeit und damit verbundenen hohen Kosten, die üblicherweise bei einer empirischen Entwicklungsmethodik entstehen. Gleichzeitig wird der Erkenntnisgewinn durch die zusätzlichen Einblicke in das Versagensverhalten der Strukturen erheblich gesteigert.
Die Validierung der Methodenentwicklung zur Prozess- und Rissausbreitungssimulation in Laserstrahlgeschweißten Strukturen erfolgt in gemeinsam definierten Projekten mit der Abteilung Strukturforschung an Neuen Werkstoffen (WPN) unter Nutzung von Neutronen und Synchrotron-Strahlung. Grundlegende Fragestellungen zur Rissinitiierung und Rissausbreitung auf der Mikrostrukturebene in geschweißten Strukturen werden in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung Experimentelle Werkstoffmechanik (WME) bearbeitet.
Computersimulationen, die auf die Materialmodelle und Methoden der Rissausbreitungssimulation der Abteilung Simulation von Werkstoff- und Strukturverhalten (WMS) aufbauen, werden hier für die Entwicklung komplexer Leichtbaustrukturen eingesetzt. Dies erspart große Mengen an Probenmaterial, Entwicklungszeit und damit verbundenen hohen Kosten, die üblicherweise bei einer empirischen Entwicklungsmethodik entstehen. Gleichzeitig wird der Erkenntnisgewinn durch die zusätzlichen Einblicke in das Versagensverhalten der Strukturen erheblich gesteigert.
Die Validierung der Methodenentwicklung zur Prozess- und Rissausbreitungssimulation in Laserstrahlgeschweißten Strukturen erfolgt in gemeinsam definierten Projekten mit der Abteilung Strukturforschung an Neuen Werkstoffen (WPN) unter Nutzung von Neutronen und Synchrotron-Strahlung. Grundlegende Fragestellungen zur Rissinitiierung und Rissausbreitung auf der Mikrostrukturebene in geschweißten Strukturen werden in enger Zusammenarbeit mit der Abteilung Experimentelle Werkstoffmechanik (WME) bearbeitet.
