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Elektrochemische Abscheidung auf zellulären Materialien
Optimierung des elektrochemischen Herstellungsprozesses offenporiger Ni/PU-Hybridschaumstrukturen
Das Projekt umfasst die simulationsgestützte Optimierung eines Durchflussreaktors mittels CFD sowie die Herstellung und experimentelle Charakterisierung von Ni/PU-Hybridmetallschäumen. Neben neuen Erkenntnissen zu den Strömungsbedingungen im Inneren eines galvanischen Reaktors durch Simulationen führt die Strömungsoptimierung zu einer homogeneren Beschichtungsdicke. Die experimentell ermittelten Abscheidebedingungen dienen gekoppelt mit der Beschichtungsqualität des resultierenden Hybridschaums als Grundlage für die makroskopische Modellierung des Abscheideprozesses des Projektpartners.
Francesco Kunz, M.Sc.
francesco.kunz(at)uni-saarland.de
Projektträger: DFG (JU2962/8-1)
Feuchteabhängige Materialmodelle
Charakterisierung und Modellierung des feuchteabhängigen thermomechanischen Verhaltens von Polyamiden
Aufgrund ihrer hygroskopischen Eigenschaften absorbieren Polyamide die Luftfeuchtigkeit bis zu 10% ihres Gewichts und geben bei geringerer Luftfeuchtigkeit absorbiertes Wasser wieder ab. Die Wasseraufnahme des PA (Polyamid) ist aber für den technischen Einsatz ein besonders wichtiger Faktor, da er die mechanischen Kennwerte der PA-Komponenten erheblich beeinflusst. Da Temperatur, Mechanik und Diffusionsprozesse mit dem freien Volumen in einem Polymerwerkstoff in enger Beziehung stehen, liegt die Wechselwirkung dieser Größen nahe, so dass hier insgesamt eine stark gekoppelte thermo-mechanische Problemstellung vorliegt.
Prateek Sharma, M.Sc.
prateek.sharma(at)uni-saarland.de
Projektträger: DFG (Di 430/29-1)
Kooperationspartner:
Prof. Dr.-Ing. H.-G. Herrmann, LS für Leichtbausysteme, UdS
Prof. Dr.-Ing. M. Stommel, LS für Kunststofftechnologie, TU Dortmund
Einzelfadenverklebung in der Gemälderestaurierung
Entwicklung einer Prüfsystematik zur Klebstoffevaluierung
In der Gemälderestaurierung hat sich die Einzelfadenverklebung als Maßnahme zur Behandlung von Durchtrennungen in textilen Bildträgern empirisch etabliert. Man strebt mit dieser Verklebungstechnik die Wiederherstellung der mechanischen Eigenschaften und visuellen Erscheinung des ursprünglichen Textilverbunds ohne abweichende Eigenschaften durchgehender Verklebungen an. Die restauratorische Technik zur Schließung von Rissen und Schnitten erfolgt dabei mittels Feinwerkzeugen unter dem Mikroskop in unterschiedlich möglichen Verbindungstechniken sowie mit verschiedenen Klebstoffoptionen. Wesentliches Projektziel ist die wissenschaftliche Untersuchung unterschiedlicher Klebstoffanwendungen durch Material- und Werkstoffprüfungen, vornehmlich uni- und biaxiale Zugprüfungen, im Hinblick auf das komplexe Anforderungsprofil der Klebstoffe. Übergeordnete Forschungsziele sind unmittelbare Leitlinien zur Klebstoffprüfung sowie Klebstoffanwendung für Gemälderestauratoren. Das Projekt läuft als kooperative Promotion mit dem CICS – Cologne Institute of Conservation Sciences der TH Köln.
Hannah Flock M.A.
hannah.flock(at)th-koeln.de
Kooperationspartner:
Prof. Dr. Elisabeth Jägers, CICS / TH Köln
Individualisierte Medizintechnik
IIP-EXTREM - Individualisierte Implantate und Prothesen für die Versorgung unterer Extremitäten
Das Projekt beinhaltet die Entwicklung individueller Implantate und Prothesen auf Basis medizinischer 3D Bilddaten. Das personalisierte Design der Medizinprodukte erfolgt durch additive Fertigung. Die Patienten-spezifische Optimierung der Medizinprodukte basiert auf problemspezifischen Simulationstechniken.
Dr. rer. nat. Michael Roland
m.roland(at)mx.uni-saarland.de
Projektträger: BMBF 13GW0124E
Kooperationspartner:
Otto Bock Healthcare GmbH
Karl Leibinger Medizintechnik GmbH & Co. KG
Prof. Dr. B. Bouillon, LS für Orthopädie und Unfallchirurgie, Uni Witten/Herdecke
DFKI GmbH
Mechanische Charakterisierung und Modellierung von Kabeln und Schläuchen
Untersuchung und Beschreibung des Deformationsverhaltens von schanken, flexiblen Strukturen am Beispiel von industriell relevanten Kabeln und Schläuchen.
Das Projekt beinhaltet die Untersuchung des Deformationsverhaltens von verschiedenartigen Kabeln und Schläuchen unter Last mit Hilfe von Experimenten für balkenartige Proben. Der Fokus liegt dabei auf inelastischem Verhalten (Plastizität, Schädigung), welches mittels geeigneter Konstitutivgesetze im Rahmen der Cosserat-Balkentheorie modelliert wird.
Vanessa Dörlich, M.Sc.
vanessa.doerlich(at)uni-saarland.de
Kooperationspartner:
Fraunhofer ITWM - Mathematische Methoden in Dynamik und Festigkeit, Kaiserslautern
Numerische Modellierung von Dualphasenstahl
Modellierung der Spannungs-Dehnungs-Kurve zweiphasiger Stähle unter Berücksichtigung der Kornstruktur
Das Ziel des Projekts ist die Vorhersage der Materialparameter beliebiger Gefüge von Dualphasenstahl und Komplexphasenstahl schon vor Beginn des Produktionsprozesses. Zu diesem Zweck wird ein numerisches Modell zur Bestimmung des Deformationsverhaltens auf Basis der dreidimensionalen Mikrostruktur entwickelt und validiert. Fokus des Projekts liegt auf der Simulation des anisotropen Deformationsverhaltens aufgrund kristallographischer Vorzugsorientierungen (Textur) in der ferritischen Matrixphase. Dazu muss ein geeignetes Modell gefunden werden, das auf Mikroskala betrachtet die kubische Symmetrie des kubisch-raumzentrierten Ferrits abbilden kann und makroskopisch das anisotrope Fließverhalten korrekt vorhersagt. Ein weiterer Teil der Arbeit besteht darin, eine Methode zur Erzeugung einer virtuellen 3D Tomographie auf Grundlage möglichst weniger experimenteller 2D Daten zu entwickeln, die neben der Phaseninformation auch die Korngrößen- und Kornorientierungsinformation beinhaltet.
Selina Neuhaus, M.Sc.
selina.neuhaus(at)uni-saarland.de
Projektträger/Kooperationspartner: AG der Dillinger Hüttenwerke
Kooperationspartner:
Prof. Dr.-Ing. Frank Mücklich, LS für Funktionswerkstoffe, UdS
Prof. Dr. mont. Christian Motz, LS für Experimentelle Methodik der Werkstoffwissenschaften, UdS
Prof. Dr. Tobias Kraus, Strukturbildung, INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH
Auslegung von Tragwerkstrukturen
Entwicklung eines Verfahrens zur Auslegung von Tragwerksstrukturen mit Hybrid-Verbundrohren zur Anwendung im Motorsport
Das Projekt beinhaltet die Entwicklung eines Überrollkäfigs aus Hybrid-Verbundrohren zur Gewichtsreduzierung und Erhöhung der Steifigkeit, welcher eine bauartbedingte Erhöhung der Konstruktionsfreiheitsgrade bis hin zur abschnittsweisen Anpassung des Lagenaufbaus ermöglicht. Zur Berechnung wird ein MATLAB-basiertes Auslegungs-Tool zur elementweisen Optimierung des Lagenaufbaus entwickelt.
Johannes Stöckl, M.Eng.
johannes.stoeckl(at)itd-in.de
Projektträger: ZIM
Kooperationspartner:
Prof. Dr.-Ing. Jörg Wellnitz, TH Ingolstadt
Elektrochemische Abscheidung auf zellulären Materialien
Modellierung und Simulation der elektrochemischen Abscheidung auf offenporigen zellulären Materialien
Die Modellierung und Simulation des Stofftransports mittels Konvektion, Diffusion und Migration während der elektrochemischen Deposition stehen im Mittelpunkt der Forschung. Die makroskopische Modellierung koppelt den Stofftransport innerhalb des Elektrolyts mit der Durchströmung des zellulären Materials und dem Abscheideprozess.
Christine Grill, M.Sc.
christine.grill1(at)uni-saarland.de
Projektträger: Landesforschungsförderungsprogramm (LFFP) Saar
Struktur-Eigenschaftsbeziehung zellulärer Materialien
Experimentelle und numerische Untersuchung der Struktur-Eigenschafts-
beziehung zellulärer Materialien
Das Projekt befasst sich mit der skalenübergreifenden strukturellen und experimentellen Charakterisierung und Simulation zellulärer Materialien unter quasi-statischer und dynamischer Belastung. Dabei werden v.a. auch mikro- und mesomechanische Untersuchungen durchgeführt. Betrachtet werden Metall-, Hybrid- und Keramikschäume sowie auxetische Strukturen.
PD Dr.-Ing. Dr. rer. nat. Anne Jung
anne.jung(at)mx.uni-saarland.de
Kooperationspartner:
Prof. Dr. W. G. Proud, Institute of Shock Physics, Imperial College, London
Prof. Ing. O. Jirousek, Ph.D., Institute of Theoretical and Applied Mechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Prag
Dr.-Ing. M. Larcher, European Commisson, Directorate for Space, Security and Migration Safety and Security of Buildings, Joint Research Centre, Ispra
Prof. E. Maire, Ph.D., Institut national des sciences appliqées de Lyon (INSA)
Auxetische Materialien
Charakterisierung, Modellierung und Simulation auxetischer Materialien
Auxetische Materialien haben die außergewöhnliche Eigenschaft, dass sie sich unter einachsiger Zugbelastung quer zur Zugrichtung ausdehnen. In diesem Projekt werden Verfahren erarbeitet, mit deren Hilfe im Leichtbau eingesetzte Werkstoffe durch auxetisch mikrostrukturierte Materialien optimiert werden können. Dazu wird das mechanische Verhalten auxetischer Werkstoffe mit unterschiedlicher Mikrostruktur experimentell charakterisiert und theoretisch beschrieben. Darauf aufbauend können auxetische Bauteile gezielt im Hinblick auf Gewichtsreduktion optimiert werden.
Dr.-Ing. Wolfgang Ripplinger w.ripplinger(at)mx.uni-saarland.de
Kooperationspartner: Prof. Dr.-Ing. H.-G. Herrmann, UdS