BOKU University eröffnet neues Christian Doppler Labor für Defekttoleranz von Stählen im Bereich hoher und sehr hoher Belastungszyklen
Am 12. März wurde am BOKU-Standort Türkenschanze im Beisein von Univ.Prof. DI Dr. Dr.h.c.mult. Martin Gerzabek, Präsident der Christian Doppler Forschungsgesellschaft, sowie der Rektorin der BOKU, Univ.Prof.in MMag.a Dr.in Eva Schulev-Steindl, LL.M. das Christian Doppler Labor für Defekttoleranz von Stählen im Bereich hoher und sehr hoher Belastungszyklen eröffnet. Geleitet wird das neueste CD-Labor der BOKU University von Dr. Bernd Schönbauer. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft (BMAW) sowie vom Unternehmenspartner Berndorf Band GmbH gefördert. Das Forschungskonzept des CD-Labors konzentriert sich auf die Untersuchung der Ermüdungseigenschaften von Stahlbändern. Neben der Charakterisierung der Defekttoleranz sollen die Einflüsse der Oberflächenbehandlung, des Schweißens und des Umgebungsmediums auf die zyklische Festigkeit untersucht werden.
Florian Frauscher, Sektionschef im Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft zum neuen CD-Labor: "Langlebige und energieeffiziente Bauteile - das wünschen sich alle. Um unsere Wirtschaft zukunftsfit zu machen, brauchen wir Materialien, die bei geringem Gewicht großen Belastungen standhalten. Dieses neue CD-Labor stellt sich der Herausforderung und forscht an einem umfassenden Verständnis der Ermüdungseigenschaften von Stahlbändern. Ich wünsche dafür viel Erfolg!"
"Als Hersteller hochqualitativer und teilweise sehr schnell laufender Stahlbänder sowie als Anbieter kompletter Stahlbandanlagen ist das Wissen über die Ermüdungseigenschaften der verwendeten Stahlbandmaterialien essenziell", betont Dr. Michael Proschek, Leiter der Abteilung Corporate Research & Innovation der Berndorf Band GmbH."Aufbauend auf einer langjährigen Zusammenarbeit mit dem Institut für Physik und Materialwissenschaft bietet uns das CD-Labor die Möglichkeit, ein tiefergehendes Verständnis des Ermüdungsverhaltens unserer Stahlbandwerkstoffe zu erlangen. Dies wird uns ermöglichen, unsere Produktionsprozesse zu optimieren und die Lebensdauer unserer Produkte zu erhöhen. Der daraus resultierende Wettbewerbsvorteil wird zur Sicherung unseres Produktionsstandortes in Berndorf beitragen", so Proschek.
Die Entwicklung von Stählen mit immer höheren Festigkeiten erschließt neue Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz durch Gewichtsreduktion. Allerdings ist die Erhöhung der statischen Festigkeit in der Regel mit einer Reduktion der Defekttoleranz unter zyklischer Beanspruchung verbunden. Infolgedessen können selbst kleinste Defekte unter wechselnder Belastung zur Bildung von Ermüdungsrissen und zum Versagen führen. Der Einsatz innovativer Prüfmethoden, wie dem Ultraschall-Ermüdungsprüfverfahren, ermöglicht die zeiteffiziente Durchführung umfangreicher Versuchsreihen als Grundlage für die Simulation relevanter Betriebsbedingungen. Ziel ist es, auf Basis der experimentell bestimmten Daten mittels bruchmechanischer Konzepte ein Vorhersagemodell zur Berechnung der Dauerfestigkeit zu erstellen. Zusätzlich soll die Optimierbarkeit der zyklischen Festigkeit unter Anwendung von künstlicher Intelligenz untersucht werden. Auf Basis der Ergebnisse sollen wettbewerbsfähige, ressourcen- und kosteneffiziente Stahlbandsysteme entwickelt werden.
"Die vollständige Vermeidung von Defekten in Stählen ist praktisch unmöglich. Sie treten entweder inhärent auf, beispielsweise in Form von nichtmetallischen Einschlüssen, Materialinhomogenitäten oder Poren, oder sind fertigungs- oder anwendungsbedingt (wie Oberflächenrauheit oder Korrosionslöcher). Ein umfassendes Verständnis der Defekttoleranz ist daher für die sichere Auslegung von zyklisch belasteten Komponenten von größter Bedeutung und ermöglicht die Konstruktion und den Einsatz langlebiger Bauteile. Insbesondere der Schädigungsverlauf, der von Defekten unterhalb der Oberfläche ausgeht, stellt ein Forschungsfeld dar, das noch zahlreiche Rätsel aufgibt: Während Ermüdungsrisse an der Oberfläche von Stählen in der Regel innerhalb von zehn Millionen Lastwechseln zum Versagen führen, können Risse ausgehend von innenliegenden Defekten selbst nach mehreren zehn Milliarden Lastwechseln noch Brüche verursachen. Dies entspricht Betriebszeiten von mehreren Jahrzehnten", erläutert Dr. Bernd Schönbauer, der Leiter des CD-Labors.
Über Christian Doppler Labors
In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben, hervorragende Wissenschafter*innen kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel. Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Arbeit und Wirtschaft.
Wissenschaftlicher Kontakt: DI Dr. Bernd Schönbauer Institut für Physik und Materialwissenschaft BOKU University Tel.: +43 1 47654 - 89216 Mail: bernd.schoenbauer@boku.ac.at Pressekontakt: Bettina Fernsebner-Kokert, BA stv. Leiterin Stabsstelle Öffentlichkeitsarbeit / Public Relations M +43 (0) 664 885 86 531 E bettina.fernsebner@boku.ac.at BOKU University Universität für Bodenkultur Wien Gregor-Mendel-Straße 33, 1180 Wien www.boku.ac.at
