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Projekt
FOR 597: Bruchmechanik und Statistische Mechanik von verstärkten Elastomerblends
Fachliche Zuordnung
Chemie
Förderung
Förderung von 2005 bis 2014
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 13043700
Technische Elastomere sind hoch gefüllte, vernetzte und topologisch verschlaufte Polymerblendsysteme. Sie besitzen aufgrund ihrer einstellbar elastischen und dämpfenden Eigenschaften weite Einsatzbereiche in Industrie und Technik, zum Beispiel in Reifen, Antriebssystemen und Druckwalzen. Wegen der vorwiegend dynamischen Einsatzbedingungen werden an diese Werkstoffe extrem hohe Anforderungen bezüglich Leistungsfähigkeit und Stabilität gestellt. Die geforderte lange Lebensdauer wird im Allgemeinen durch Materialschädigungen infolge von Verschleißmechanismen wie Abrasion und Ermüdungsverschleiß herabgesetzt, die meist auf Rissbildung und Rissausbreitung zurückgehen.
Das Vorhaben umfasst Strukturaspekte gefüllter heterogener Polymernetzwerke im Bereich von einigen Nanometern bis hin zu Millimetern und verbindet diese Aspekte mit den konstitutiven makroskopischen Eigenschaften des Elastomers mit dem Ziel, verlässliche Lebensdauer- und Haltbarkeitsaussagen zu gewinnen. Durch den Einsatz neuer bruchmechanischer und materialtheoretischer Methoden in Kombination mit numerischen strukturmechanischen Simulationen können komplexe Geometrien und Beanspruchungszustände realistisch abgebildet werden.
Die skalenübergreifende Forschungskonzeption ist eine wissenschaftlich anspruchsvolle, interdisziplinäre Herausforderung an der Schnittstelle zwischen den Natur- und den Ingenieurwissenschaften. Die durch die beteiligten Wissenschaftler gegebene Konstellation begünstigt dabei in erheblichem Maße die gesamtheitliche Bearbeitung des Themas, das heißt die Erarbeitung von Grundlagen und Strategien zur Übertragung auf technische Anwendungen, mit ingenieur- sowie naturwissenschaftlichen, insbesondere physikalischen Methoden. Die fünf Arbeitsgruppen sind ortsverteilt am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V., am Max-Planck-Institut für Polymerforschung Mainz, an der Universität Halle-Wittenberg, an der Universität Leipzig sowie am Deutschen Institut für Kautschuktechnologie e.V. Hannover angesiedelt.
Die Forschergruppe versteht sich auch als Initiator und Katalysator eines breiteren Forschungsnetzwerkes zu Polymer- bzw. Elastomerwerkstoffen. So bestehen enge Verzahnungen zur einer Forschergruppe an der Universität Hannover zum Thema Elastomerreibung und zu dem neuen Projektvorhaben NanoElastomer innerhalb der vom BMBF geförderten Leitinnovation NanoMobil, welches die Erforschung und Anwendung der Nanotechnologie für automotive Anwendungen zum Ziel hat.
Das Vorhaben umfasst Strukturaspekte gefüllter heterogener Polymernetzwerke im Bereich von einigen Nanometern bis hin zu Millimetern und verbindet diese Aspekte mit den konstitutiven makroskopischen Eigenschaften des Elastomers mit dem Ziel, verlässliche Lebensdauer- und Haltbarkeitsaussagen zu gewinnen. Durch den Einsatz neuer bruchmechanischer und materialtheoretischer Methoden in Kombination mit numerischen strukturmechanischen Simulationen können komplexe Geometrien und Beanspruchungszustände realistisch abgebildet werden.
Die skalenübergreifende Forschungskonzeption ist eine wissenschaftlich anspruchsvolle, interdisziplinäre Herausforderung an der Schnittstelle zwischen den Natur- und den Ingenieurwissenschaften. Die durch die beteiligten Wissenschaftler gegebene Konstellation begünstigt dabei in erheblichem Maße die gesamtheitliche Bearbeitung des Themas, das heißt die Erarbeitung von Grundlagen und Strategien zur Übertragung auf technische Anwendungen, mit ingenieur- sowie naturwissenschaftlichen, insbesondere physikalischen Methoden. Die fünf Arbeitsgruppen sind ortsverteilt am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V., am Max-Planck-Institut für Polymerforschung Mainz, an der Universität Halle-Wittenberg, an der Universität Leipzig sowie am Deutschen Institut für Kautschuktechnologie e.V. Hannover angesiedelt.
Die Forschergruppe versteht sich auch als Initiator und Katalysator eines breiteren Forschungsnetzwerkes zu Polymer- bzw. Elastomerwerkstoffen. So bestehen enge Verzahnungen zur einer Forschergruppe an der Universität Hannover zum Thema Elastomerreibung und zu dem neuen Projektvorhaben NanoElastomer innerhalb der vom BMBF geförderten Leitinnovation NanoMobil, welches die Erforschung und Anwendung der Nanotechnologie für automotive Anwendungen zum Ziel hat.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Projekte
- Makroskopische Modellierung und numerische Simulation zur Charakterisierung der Riss- und Haltbarkeitseigenschaften verstärkter Elastomerwerkstoffe (Antragsteller Kaliske, Michael )
- Modellierung der Rissausbreitung und Haltbarkeitseigenschaften in heterogenen verstärkten elastomeren Werkstoffen an der mesoskopisch-kontinuumsmechanischen Schnittstelle (Antragsteller Heinrich, Gert )
- Morphologie und Mikromechanik gefüllter Elastomerblends (Antragsteller Klüppel, Manfred )
- Online-Strukturcharakterisierung von Elastomerverbunden bei Deformation und Bruch (Antragsteller Schneider, Konrad )
- Statistische Mechanik und Polymerdynamik an Füllstoffoberflächen in Elastomeren, Verglasung und Rissausbreitung (Antragsteller Vilgis, Thomas A. )
- Technische Werkstoffdiagnostik - Bruchmechanik gefüllter Elastomerblends (Antragsteller Grellmann, Wolfgang )
- Zentralprojekt (Antragsteller Heinrich, Gert )
Sprecher
Professor Dr. Gert Heinrich
