Das Fraunhofer IWM ist Forschungs- und Entwicklungspartner im Bereich der Zuverlässigkeit, Sicherheit, Lebensdauer und Funktionalität von Bauteilen und Systemen. Der werkstoffmechanische Ansatz zielt darauf ab, Schwachstellen und Fehler in Werkstoffen und Bauteilen zu identifizieren, deren Ursachen aufzuklären und Lösungen für die Einsatzsicherung, die Entwicklung funktionaler Materialien und effiziente Fertigungsprozesse anzubieten.

Im Bereich der faserverstärkten Werkstoffe werden Materialcharakterisierungen von der makroskopischen Ebene üblicher Laborproben bis zur mikromechanischen Ebene unter statischen, dynamischen, zyklischen und Kriechbedingungen durchgeführt. Diese Expertise wird durch numerische Kompetenz in der Simulation von Werkstoffen und Bauteilen und Entwicklung fortgeschrittener Materialmodelle komplementiert.

Produktinnovation:

Probabilistische Materialmodelle für ungeordnet faserverstärkte Werkstoffe

Viele diskontinuierlich faserverstärkte Werkstoffe wie übliche Kurzfaserverbunde, SMC oder LFT-Materialien, aber auch klassische unidirektional faserverstärkte Werkstoffe weisen eine ausgeprägt ungeordnete Mikrostruktur auf. Diese führt zu einer nicht unerheblichen, nicht vermeidbaren Streuung der makroskopischen Materialeigenschaften. Zur zuverlässigen Vorhersage dieser Streuungen in Bauteilsimulationen werden am Fraunhofer IWM probabilistische Materialmodelle entwickelt und in Finite-Elemente Programme implementiert. Diese werden durch eine multiskalige Prüfstrategie auf verschiedenen Größenskalen zur Bestimmung der zugehörigen Materialparameter und Korrelationen komplementiert.