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Kundenmagazin

Fraunhofer-Institut f체r Betriebsfestigkeit und Systemzuverl채ssigkeit LBF

LBF and more 8.12

TOPTHEMA

Fraunhofer LBF in neuer Formation am Start SEITE 4


EditorialLBF

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Liebe Freunde des Fraunhofer LBF, mit der aktuellen Ausgabe von „LBF and more“ möchten wir Sie über die jüngsten Entwicklungen am Fraunhofer LBF auf dem Laufenden halten und Ihnen anhand ausgewählter Forschungsthemen, Projekte und Ideen einen Überblick über aktuelle und zukünftige spannende Themenfelder bieten. Mit Wirkung zum 1. Juli 2012 ist die Familie des Fraunhofer LBF erneut deutlich gewachsen. Durch die Integration des ehemals Deutschen Kunststoff-Instituts (DKI) und des assoziierten Fachgebiets „Makromolekulare Chemie“ der TU Darmstadt sind wir nun ein Institut mit über 450 hochqualifizierten Mitarbeitern geworden. Unser aktualisiertes Organigramm finden Sie in diesem Magazin auf Seite 14. Der neu geschaffene Bereich Kunststoffe unter Leitung von Prof. Dr. Matthias Rehahn erweitert somit das Forschungsund Angebotsspektrum des Fraunhofer LBF um einen strategisch wichtigen Baustein. Die hinzugewonnene „Kompetenz Kunststoffe“ ermöglicht es uns, die dem Produktentstehungsprozess vorgelagerten Schritte der Wertschöpfungskette, etwa in der gezielten Werkstoffentwicklung für Leichtbaukonzepte, zu bedienen. Zugleich verantwortet Herr Prof. Dr. Rehahn in der neuen Struktur die Funktion des stellvertretenden Institutsleiters. Wir hoffen, dass unsere gewachsene Themenvielfalt Sie ebenso neugierig auf die Zukunft macht wie uns und würden uns sehr freuen, die eine oder andere Etappe mit Ihnen gemeinsam zu gehen. Zögern Sie nicht, neue Herausforderungen an uns heranzutragen.

Prof. Holger Hanselka P f Dr.-Ing. D I H l


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Inhalt

SEITE HighLight Fit für die Zukunft, fit für noch mehr – Fraunhofer LBF in neuer Formation am Start

4

ResearchDevelopment Kunststoffe: Innovationen ohne Grenzen Das Rad noch einmal neu erfinden Mehr Sicherheit auf der Schiene Monitoring-System für den optimalen Paddelschlag Piezobasierte Prüftechnik für zyklische Versuche Detailgetreu prüfen durch Aktive Anbindungsimpedanzen

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SpotLights Weiterbildung: Kooperation mit Universität Brüssel Auszeichnung mit dem „IIW Best Paper Award 2012“

12 13

HumanRelations Neue Organisationsstruktur des Fraunhofer LBF Neue Bereichsleiter des Fraunhofer LBF

14 15

UpDates Termine

16

IMPRESSUM: Herausgeber: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Bartningstraße 47, 64289 Darmstadt, Telefon +49 6151 705-1, Fax +49 6151 705-214, info@lbf.fraunhofer.de, www.fraunhofer.de Institutsleitung: Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka · Strategisches Management: Dr. Ursula Eul, Katja Schroll © Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt, August 2012 Gesamtherstellung: G+R Agentur für Kommunikation GmbH, 64319 Pfungstadt, www.gr-kommunikation.de Alle Rechte, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung sowie der Übersetzung, vorbehalten.


HighLight

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Fit für die Zukunft, fit für noch mehr – Fraunhofer LBF in neuer Formation am Start


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Betriebsfestigkeit, Systemzuverlässigkeit, Adaptronik – mit diesen Kernkompetenzen ist das Institut am Markt etabliert. Leistung, Begeisterung, Fortschritt – auch dafür steht das Fraunhofer LBF. In den vergangenen zehn Jahren haben sich die Zahl der Mitarbeiter und der Institutshaushalt mehr als verdreifacht. Zahlreiche neue Themenfelder wurden nicht nur in Projekten bearbeitet, sondern durch entsprechenden Kompetenzaufbau zu eigenständigen Gruppen, Abteilungen und Bereichen entwickelt. Die traditionelle Kernkompetenz der experimentellen Betriebsfestigkeit wurde um die numerische Simulation und Modellierung ergänzt und neu positioniert. Neben der Betriebsfestigkeit ist die Adaptronik als weitere, inzwischen fachlich und wirtschaftlich ebenbürtige Säule erwachsen. Es ist das erklärte Ziel des Instituts, auch die Systemzuverlässigkeit, die sich aktuell mit dem „Zentrum für Systemzu-

verlässigkeit am Beispiel der Elektromobilität ZSZ-e“ sehr dynamisch entwickelt, in gleicher Weise zu etablieren. Diesen Entwicklungen hat das Fraunhofer LBF Rechnung getragen und hat sich zum 1. April 2012 organisatorisch in die drei Bereiche „Betriebsfestigkeit“, „Systemzuverlässigkeit“, „Adaptronik“ aufgestellt, die jeweils von einem Bereichsleiter geführt werden. Darüber hinaus hat zum 1. Juli das in Darmstadt angesiedelte Deutsche Kunststoffinstitut DKI als renommierter Forschungsdienstleister für Hersteller, Verarbeiter und Anwender von Kunststoffen seinen Geschäftsbetrieb unter das Dach des Fraunhofer LBF gestellt. Der neue Bereich „Kunststoffe“ bildet nun die vierte Kernkompetenzsäule des Instituts. Die bewährten Tätigkeitsfelder des „alten“ Fraunhofer LBF werden so um exzellentes Know-how in der Synthese, Modifizierung, Konfektionierung, Analyse und Charakterisierung bis hin zur Verarbei-

tung von Funktions- und Konstruktionskunststoffen ergänzt. Das erweiterte Fraunhofer LBF beschäftigt mittlerweile 450 Mitarbeiter: Naturwissenschaftler und Ingenieure arbeiten Hand in Hand. Wissenschaftler übersetzen neueste Erkenntnisse anwendungsorientierter Grundlagenforschung in die Welt der technischen Anwendungen und umgekehrt Praxisprobleme in entsprechende grundlegende theoretische Fragestellungen. Ingenieure entwickeln, bewerten und realisieren spezifische Lösungen für maschinenbauliche Komponenten, vor allem für Sicherheitsbauteile und sicherheitsrelevante Systeme. Für Kunststoffe kann nun die gesamte Wertschöpfungskette abgedeckt werden: vom Molekül zum Bauteil, von der Materialentwicklung bis zur Freigabe kompletter Systeme. Besonders bei Kunststoffen findet ein großer Teil der Wertschöpfung in den frühen Phasen der Synthese und Verfahrensentwicklung statt. Deshalb ist es wichtig, bei der Produktentwicklung bereits hier anzusetzen. Durch das synergetisch erweiterte Kompetenzspektrum erhalten die Kunden des Fraunhofer LBF nun noch effizienter als bisher einen schnel-

len Zugang zu maßgeschneiderten, leistungsfähigen Werkstoffen und Bauteilen aus einer größeren Materialpalette und für einen erweiterten Anwendungsbereich. Insbesondere dem anhaltenden Trend zur Funktionsintegration und zu sicheren, intelligenten Leichtbaulösungen kann das Institut nun noch besser und umfas-

sender begegnen. Vor dem Hintergrund, Ressourcen schonen zu müssen und energieeffiziente Lösungen zu entwickeln, steigt der Bedarf an Leichtbau und Funktionsintegration in Branchen wie dem Fahrzeug- und Maschinenbau, der Luftfahrt, dem Bauwesen, der Energietechnik oder der Elektrotechnik stetig. Elektromobilität oder Mobilität in der „Stadt der Zukunft“ beispielsweise sind ohne Leichtbau kaum zu realisieren. Das erweiterte Fraunhofer LBF freut sich auf viele neue Herausforderungen. Kontakt Dr. Ursula Eul, +49 6151 705-262 ursula.eul@lbf.fraunhofer.de


ResearchDevelopment

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Kunststoffe: Innovationen ohne Grenzen

Kunststoffe sind heute unverzichtbare Hochleistungswerkstoffe, die in allen Bereichen unseres täglichen Lebens und in unserer industriellen Welt eingesetzt werden. Sie bewahren als Verpackungsfolien Lebensmittel vor dem Verderben. Elektronische Geräte vom Smartphone bis zum Flachbildschirm nutzen die Eigenschaften des Werkstoffs: Kunststoffe sind leicht zu verarbeiten und erlauben jedes gewünschte Design. Im Auto tragen sie nicht nur zur Gewichtsreduktion und damit Kraftstoffeinsparung, sondern auch zur Sicherheit der Fahrzeuginsassen bei. Das Material kann aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden und es lässt sich nach seiner Lebensdauer recyceln und schont so Ressourcen. Mit Kunststoffen werden Produktionskosten niedrig gehalten, sodass wir alle von neuen Technologien profitieren können. Wie können Kunststoffe weiter dazu beitragen, die großen Herausforderungen unserer Zeit, wie Ressourcenknappheit und Klimaveränderung anzugehen? Kunststoffe

sind Idealkandidaten für den Leichtbau, um zum Beispiel bei Fahrzeugen, Zügen und Flugzeugen Gewicht unter Erhalt aller notwendigen Eigenschaften zu reduzieren, den Energieverbrauch zu minimieren und damit den Ausstoß von CO2 zu verringern. Das Innovationspotential von Kunststoffen ist bei Weitem noch nicht ausgeschöpft: Verbundwerkstoffe mit Kohlefasern beispielsweise stoßen in neue Festigkeitsdimensionen vor, mit Kunststoff-Legierungen (Blends) und durch Additive können Eigenschaften maßgeschneidert werden. Diese vielfältigen Kombinationsmöglichkeiten sind der Schlüssel für neue Materialentwicklungen – vor allem auch beim Leichtbau und damit für die Sicherung unser aller Zukunft. Mit dem neuen Bereich Kunststoffe wird das Fraunhofer LBF die gesamte Wertschöpfungskette vom Molekül bis hin zur Bauteil- und Systemprüfung sowie der Freigabe abdecken und den faszinierenden Werkstoff noch besser, leistungsfähiger und universeller gestalten.

Materialentwicklung ist eine Kernkompetenz des neuen Bereichs Kunststoffe

Kontakt Prof. Dr. rer. nat. Matthias Rehahn +49 6151 705-8700 matthias.rehahn@lbf.fraunhofer.de


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Das Rad noch einmal neu erfinden

Im Wettbewerb „365 Orte im Land der Ideen“ 2012 wurde es prämiert: Das Rad aus Kohlenstofffaserverbund (CFK) mit integriertem Elektromotor. Der elektrische Radnabenmotor ist eine Alternative zum Fahrzeugantrieb durch konventionelle Verbrennungsmotoren. Das Trägerrad wurde am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt im Rahmen des Projektes „Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität“ entwickelt und gebaut. Leichtbau wird zu einer Schlüsseltechnologie für die Automobilentwicklung. Vor allem bei Hybridund Elektrofahrzeugen wird durch das hohe Batteriegewicht der Leichtbaugedanke unumgänglich. Das Rad trägt enorm dazu bei, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren und infolgedessen die Umwelt zu schonen. Bei gleicher Fahrleistung ist bei einem leichteren Fahrzeug eine geringere Antriebsleistung erforderlich. Daraus resultiert ein geringerer Schadstoffausstoß. Das leichte Gewicht ist zudem wichtig, wenn möglichst

alltagstaugliche Reichweiten im Straßenverkehr erzielt werden sollen. CFK sichert Betriebsfestigkeit Durch den Einsatz von CFK ist die Betriebsfestigkeit gesichert. Richtig konstruiert, werden bei leichterem Gewicht höhere Steifigkeiten und Strukturdämpfungen sowie eine höhere Schadenstoleranz im Vergleich zu Metall erzielt. Weitere Vorteile der Leichtbauweise mit CFK sind die hohe Designfreiheit und die flexible Funktionsintegration. Das CFK-Rad mit integriertem Elektromotor des Fraunhofer LBF war eines von über 2.000 Bewerbungen im Wettbewerb „365 Orte im Land der Ideen“. Es überzeugte die Jury aus Wissenschaftlern, Wirtschaftsmanagern, Journalisten und Politikern in der Kategorie Umwelt und wurde als einer der Gewinner gekürt. „365 Orte im Land der Ideen“ wird seit 2006 gemeinsam von der Standortinitiative „Deutschland – Land der Ideen“ und der Deutschen Bank realisiert.

Andreas Giessl und Nicole Schweizer nehmen für das CFK-Rad mit integriertem Radnabenmotor den Preis der Initiative „Deutschland – Land der Ideen“ entgegen. Dahinter v.l.n.r. Prof. Holger Hanselka (Institutsleiter Fraunhofer LBF), Jochen Partsch (Oberbürgermeister der Stadt Darmstadt), Prof. Andreas Büter (Abteilungsleiter Betriebsfester und funktionsintegrierter Leichtbau), Thomas Eberle (Deutsche Bank) und Emanuel von Bodman (Initiative Deutschland – Land der Ideen)

Die Veranstalter prämieren jährlich 365 herausragende Projekte und Ideen, die einen nachhaltigen Beitrag zur Zukunftsfähigkeit Deutschlands leisten.

Kontakt Dipl.-Ing. Nicole Schweizer +49 6151 705-308 nicole.schweizer@ lbf.fraunhofer.de www.land-der-ideen.de/365-orte/preistraeger/ fraunhofer-projekt-cfk-rad-mit-integriertem-elektromotor


ResearchDevelopment

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Mehr Sicherheit auf der Schiene

Zum Vormerken: Vom 18. bis 21. September 2012 präsentiert das Fraunhofer LBF das neue Verfahren auf der Messe InnoTrans in Berlin.

Energieautarker Sensorknoten im Feldversuch

Das Fraunhofer LBF hat ein neues Verfahren entwickelt, das mit Hilfe intelligenter, energieautarker Sensoren den Zustand an Güterwagen dauerhaft überwacht. Die Kontrolle während des Betriebs ermöglicht es, Schäden früh zu erkennen und die Wagen zustandsbezogen instand zu halten. Das Ergebnis: Der Güterverkehr wird deutlich sicherer und wirtschaftlicher. Denn im Vergleich zur üblichen intervallbasierten Wartung senkt die zustandsorientierte Wartung sicherheitskritischer Bauteile deutlich die Kosten. Als sogenanntes „Usage Monitoring“ kann die dauerhafte Datenerfassung außerdem dazu eingesetzt werden, Produkte zu verbes-

sern, da der Konstrukteur detailliertere Informationen über Nutzungsprofile erhält. Solche Systeme lassen sich flexibel konfigurieren und auch nachträglich einbauen. Güterwagen verfügen im Allgemeinen weder über eine fahrzeugeigene Sensorik noch über eine eigene Stromversorgung. Unsere Forscher entwickelten daher intelligente, energieautarke Sensorknoten, die die Struktur überwachen. Die Knoten haben die Aufgabe, Daten zu erfassen, zu analysieren und diese bei begrenzter Energiemenge zu übermitteln. Das dafür konstruierte EnergyHarvesting-System versorgt die Sensorknoten mit Energie. Als Energiequelle dienen die

Schwingungen der Waggons, die in Strom gewandelt werden. Zentrales Element des Systems ist die Software, die den Zustand der Waggons erfasst. Dazu liefern verschiedene Algorithmen Aussagen über die korrekte Funktionsweise eines Systems oder sie errechnen die Restlebensdauer. Die Hard- und Software für das Energiemanagement sowie die Datenverarbeitung und -übermittlung wurden zunächst im Labor durch eine Hardware-in-the-Loop (HIL)Simulation analysiert und optimiert. Auf diese Weise können mechatronische Systeme unter realistischen Bedingungen bewertet, reale Umgebungsbedingungen nachge-

bildet und prototypische Elektronik evaluiert werden. Die Komponenten des EnergyHarvesting-Systems wurden numerisch optimiert und als echtzeitfähige Computermodelle in der HIL-Simulation verwendet. Nach erfolgreicher Anpassung wurden sie sukzessive durch Prototypen ersetzt, bis ein abgestimmtes energieautarkes Sensorsystem entstand. Die Funktionsfähigkeit des Systems konnte auch im Feldversuch erfolgreich nachgewiesen werden. Kontakt Matthias Kurch +49 6151 705-393 matthias.kurch@ lbf.fraunhofer.de www.innotrans.de


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Monitoring-System für den optimalen Paddelschlag

Kompakt, robust, unauffällig, leicht und kostengünstig – so lauteten die Anforderungen an das CFK-Paddel mit integriertem Monitoring-System, das die Ingenieure des Fraunhofer LBF zur Erfassung der Betriebslasten entwickelt haben. Mit diesem System kann im Feldversuch kostengünstig und ohne Einschränkung des Benutzers aufgezeichnet werden, wie das Kajak-Paddel beansprucht wird. Mit den berechneten Kollektiven können Hersteller realitätsnahe Beanspruchungen am Prüfstand nachstellen, Rückschlüsse ziehen und die Produkte weiter optimieren. Darüber hinaus erfüllt das System alle Voraussetzungen, um gleichzeitig als Trainingshilfe für den optimalen Paddelschlag eingesetzt zu werden.

Monitoring-Einheit am CFK-Paddel

aufgezeichneten Daten über eine drahtlose Kommunikation auf einem Smartphone oder Tablet-PC in Echtzeit dargestellt werden.

Auf einer Messfahrt lassen sich reale Beanspruchungen am Paddel kostengünstig ermitteln

Die Fraunhofer-Forscher arbeiten dafür, die Zuverlässigkeit mechanischer Systeme sicherzustellen. Gerade mit Blick auf die zunehmende Forderung nach Leichtbau müssen Analyse- und Monitoring-Systeme kompakt, unauffällig und leicht integriert werden können. Umgebungseinflüsse stellen zudem hohe Ansprüche an die Robustheit. Gleichzeitig sind möglichst kostengünstige Lösungen gewünscht. Mit dem Kajak-Paddel ist es den LBF-Ingenieuren gelungen, diesen umfangreichen Ansprüchen gerecht zu werden. Das System wurde erstmals auf der Hannover Messe im April 2012 am Stand der

Fraunhofer-Allianz Adaptronik FAA präsentiert. Es besteht aus piezoelektrischen Flächenwandlern, einer zentralen Elektronik, welche die Betriebslasten erfasst, und einem Smartphone als User-Frontend. Das Messkonzept ist für Langzeitmessung und OnlineKlassifizierung nach Intensität und Häufigkeit der Belastungsarten geeignet. Somit kann das System auch für klassische Betriebsfestigkeitsanalysen, wie die Überwachung von permanent angeregten Strukturen (Condition Monitoring) oder statischer Strukturen (Structural Health Monitoring) eingesetzt werden. Optional können die

Kontakt M.Sc. Jannes Kloepfer +49 6151 705-8308 jannes.kloepfer@lbf.fraunhofer.de


ResearchDevelopment

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Piezobasierte Prüftechnik für zyklische Versuche

Die ISYS Adaptive Solutions GmbH wurde 2007 gegründet. Das Unternehmen ist ein Spinoff des Bereichs Adaptronik am Fraunhofer LBF, das heute umfassende Lösungen im Bereich der piezobasierten Sonderprüftechnik anbietet. Ausgangssituation: Die experimentelle Werkstoffcharakterisierung ist die Grundlage einer zutreffenden und zuverlässigen Bemessungsmethode. Soll die Festigkeit eines zyklisch beanspruchten Werkstoffes weiter ausgenutzt werden, ohne die Bauteilsicherheit zu reduzieren – zum Beispiel beim fortschreitenden Leichtbau –, so steigen die Anforderungen an die Kennwert-Ermittlung. Längere Einsatzzeiten stellen eine weitere Herausforderung dar. Zur Bewertung der Lebensdauer werden unter anderem Versuchsergebnisse benötigt, die mit konventioneller Prüftechnik aus Zeit- bzw. Kostengründen nicht erzielt werden können. Lösung: Piezokeramische Aktuatoren zeichnen sich durch ihre hohe Dynamik und Präzision sowie ihre kompakte

Uniaxiale Prüfmaschine zur Prüfung von Materialproben mit Prüffrequenzen von bis zu 500 Hz

Bauweise aus. Sie besitzen also Eigenschaften, die auch bei der experimentellen Werkstoffcharakterisierung bevorzugt werden. Um die besonderen Leistungsmerkmale piezokeramischer Aktuatoren optimal auszunutzen, werden prüftechnische Aufgabenstellungen analysiert, Lösungskonzepte erarbeitet und angepasste Prüfsysteme realisiert. Das mögliche Spektrum für den Einsatz der piezokeramischen Hochleistungsaktoren erstreckt sich dabei von hochfrequenten Prüfsystemen zur Versuchszeitverkürzung und Werkstoffcharakterisierung im High Cycle Fatigue- und Very

High Cycle Fatigue-Bereich über zyklische Versuche mit Kleinstproben und -lasten bis hin zu zyklischen Bauteiluntersuchungen. Darüber hinaus können aufgrund des direkten Antriebs neben Wöhlerversuchen auch Versuche mit beliebigen Beanspruchungszeitfunktionen durchgeführt werden.

In enger Zusammenarbeit der ISYS mit dem Fraunhofer LBF wurde Grundlagenwissen in die industrielle Anwendung transferiert, sodass heute Module für piezobasierte Prüfsysteme zur Verfügung stehen, die neue Möglichkeiten für die experimentelle Werkstoff- und Kleinstbauteilcharakterisierung eröffnen.

Kontakt ISYS Adaptive Solutions GmbH Dipl.-Ing. Christoph Axt +49 6151 66920-0 info@isys-as.de www.adaptive-solutions.de

Fraunhofer LBF Dr.-Ing. Rainer Wagener +49 6151 705-444 rainer.wagener@ lbf.fraunhofer.de


11 LBF and more 8.12

Detailgetreu prüfen durch Aktive Anbindungsimpedanzen Immer wieder werden bei Entwicklungsprozessen einzelne Komponenten eines Gesamtsystems in Prüfständen und Versuchsaufbauten experimentell bewertet. Wenn dabei nur das zu betrachtende Detail in den Versuch übernommen wird, bleiben Effekte in der Prüfung unberücksichtigt, die im realen Einbauzustand durch Wechselwirkungen mit benachbarten Bestandteilen entstehen. Aus diesem Grund können die im Versuch ermittelten Ergebnisse mitunter erheblich von den Werten abweichen, die sich unter realen Bedingungen einstellen. Fazit: Die Versuchsergebnisse verlieren an Aussagekraft. Hier setzen Lösungen des Fraunhofer LBF an: Wissenschaftler des Instituts entwickeln aktive Systeme, die es ermöglichen, das statische und dynamische Verhalten angrenzender Komponenten – wie zum Beispiel Anbindungsstrukturen – gezielt zu reproduzieren und somit auch im Test zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck werden geeignete Aktoren in den Prüfstand integriert. Diesen wird durch

spezielle Regelungsansätze das nachzubildende Systemverhalten aufgeprägt. Die dafür benötigten Sollwertmodelle können sowohl numerisch als auch experimentell oder, im Fall von einfach nachzubildenden Anbindungsbedingungen, analytisch bestimmt werden. Aktive Anbindungsimpedanzen ermöglichen künftig eine detailgetreue Bewertung technischer Systeme in einer

experimentellen Entwicklungsoder Prüfumgebung, die an die jeweilige Aufgabe flexibel angepasst werden können. Beispielsweise können so die experimentelle Betriebslastensimulation von Baugruppen verbessert oder aktive Systeme zur Schwingungsreduktion unter realitätsnahen Voraussetzungen erprobt werden. Das nachzubildende Verhalten kann zudem während eines

Demonstrator für Aktive Anbindungsimpedanzen im Labormaßstab

Variationen einer Anbindungssteifigkeit während des Betriebs (Messergebnisse)

Testlaufes variiert werden: Hierdurch können zeitveränderliche Randbedingungen im Versuch berücksichtigt werden. Der Einfluss des dynamischen Verhaltens von angrenzenden Teilsystemen auf die zu bewertende Komponente oder Maschine lässt sich auf diese Weise systematisch untersuchen.

Kontakt Dipl.-Ing. Stefan Wolter +49 6151 705-447 stefan.wolter@lbf.fraunhofer.de


SpotLights

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Weiterbildung: Kooperation mit Universität Brüssel

Teilnehmer des „Short Course on Active Vibration Control“ mit Prof. André Preumont

Das LOEWE-Zentrum AdRIA engagiert sich gezielt in der Nachwuchsförderung sowie in der Aus- und Weiterbildung im Bereich der Adaptronik. Beim „Short Course on Active Vibration Control“ bildeten sich im April 2012 Ingenieure und Wissenschaftler im Darmstädter LOEWE-Zentrum AdRIA in

aktiver Schwingungsdämpfung weiter. Der Kurs ermöglichte es den Teilnehmern aus Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen in hervorragender Weise, sich mit anderen Wissenschaftlern und der internationalen Forschungsgemeinschaft zu vernetzen. Prof. André Preumont leitete den dreitägigen Fachkurs. Der Leiter des Active Structures Laboratory der Universität Brüssel und Alexander von Humboldt-Forschungspreisträger ist eine Koryphäe auf dem Gebiet der Adaptronik. Er gastiert 2012 für sechs Monate an der TU Darmstadt, im Fachgebiet Systemzuverläs-

sigkeit und Maschinenakustik SzM, das von Professor Holger Hanselka geleitet wird. Gemeinsam mit der Arbeitsgruppe Dynamik und Schwingungen führt Preumont seine Forschungen zu aktiven Strukturen, zur aktiven Schwingungsdämpfung und zur Robotik in Darmstadt weiter. Dabei arbeitet er auch eng mit den Forschern des LOEWEZentrums AdRIA zusammen.

Prof. André Preumont

Kontakt Prof. Dr.-Ing. Thilo Bein +49 6151 705-463 thilo.bein@ lbf.fraunhofer.de www.loewe-adria.de


Auszeichnung mit dem „IIW Best Paper Award 2012“

Prof. Dr.-Ing. Cetin Morris Sonsino

Dr.-Ing. Heinz Kaufmann

Das IIW International Institute of Welding (Internationaler Schweißtechnik Verband) mit Sitz in Paris verlieh in diesem Jahr erstmals den„IIW Best Paper Award 2012“. Die Fraunhofer LBF Wissenschaftler Prof. Dr.-Ing.Cetin Morris Sonsino (Sprecher der Gruppe), Dr.-Ing. Heinz Kaufmann, Dr.-Ing. Rainer

Dr.-Ing. Rainer Wagener

Wagener, Dipl.-Ing. Christian Fischer und Dipl.-Ing. Jens Eufinger wurden für ihre Arbeit „Interpretation of Overload Effects under Spectrum Loading of Welded High-Strength Steel Joints” im Rahmen der diesjährigen IIW-Hauptversammlung am 10. Juli in Denver, USA, ausgezeichnet. Die prämierte Arbeit wurde

Load F

0

0

FG

0

H

b.

cycle without overload

0’

VGm 0

Hrs

H

cycle without overload

Strain H

c.

Load-local strain in weld toe Left: Maximum spectrum cycle without overload Right: Maximum overload cycle with maximum basis spectrum cycle

Local stress-strain path in weld toe Left: Maximum spectrum cycle without overload Right: Maximum overload cycle with maximum basis spectrum cycle at lower mean stress

Stress V

Starting point after residual stress-strain evolution in weld toe

tensile residual stress

Vrs

0

0

FG0

Load F

a. tensile residual stress

Vrs

Hrs

H overload cycle without overload

0

0’

H cycle without overload

Stress V

Stress V

Local Stress-Strain Behaviour in a Weld Toe Due to Tensile Residual Stresses under Pulsating (RF = 0) Cyclic Loading (Schematical)

Stress V

SpotLights

13 LBF and more 8.12

VGm VG0m

overload cycle

Strain H maximum basis spectrum cycle after overload

Dipl.-Ing. Christian Fischer

zunächst in der Kommission XIII (Fatigue Design) bei der Hauptversammlung des IIW im Jahr 2010 in Istanbul vorgestellt und nach der Diskussion in der IIW-Zeitschrift „Welding in the World“ zur Veröffentlichung freigegeben. Ihr Thema: Ein wichtiges Bemessungskriterium bei der betriebsfesten Auslegung von Bauteilen und Strukturen ist unter anderem die Einbeziehung von Sonderbelastungen. Diese dürfen mit einer geringen Häufigkeit auftreten, ohne den bestimmungsgemäßen Einsatz beziehungsweise die Bemessungslaufzeit zu gefährden. Diese Problematik ist auch bei der Auslegung von geschweißten Strukturen von mittelfesten bis zu hochfesten Qualitäten zu beachten. Im Rahmen der prämierten Arbeit

Dipl.-Ing. Jens Eufinger

wurde der Einfluss von solchen Überlastkollektiven auf die Lebensdauer und variablen Amplituden untersucht. Experimentell wurde nachgewiesen, dass die aufgezwungenen Sonderbelastungen die Lebensdauer nicht beeinträchtigen, sondern sie sogar verlängern können. Die Ursache hierzu, nämlich elastoplastische Spannungsumlagerungen in den Nahtkerben ausgehend von schweißbedingten Zugeigenspannungen, wurde werkstoffmechanisch nachvollzogen und somit das experimentelle Ergebnis erklärt.

Kontakt Prof. Dr.-Ing. Cetin Morris Sonsino +49 6151 705-244 c.m.sonsino@lbf.fraunhofer.de


HumanRelations

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Neue Organisationsstruktur des Fraunhofer LBF

Im Zuge der Integration des DKI wurde die Organisationsstruktur des Fraunhofer LBF der neuen erweiterten Programmatik angepasst. Neben den Bereichen Betriebsfestigkeit, Adaptronik sowie dem Projektbereich Systemzuver-

lässigkeit, die aus dem bekannten Portfolio des Fraunhofer LBF hervorgingen, entstand der neue Bereich Kunststoffe. Die zentralen Dienste unterstützen die Bereiche durch ihre Querschnittsfunktionen. Verantwortlich für

die jeweiligen Bereiche sind die Bereichsleiter Dipl.-Ing. Rüdiger Heim (Bereich Betriebsfestigkeit), Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz (Bereich Adaptronik) und Prof. Dr. rer. nat. Matthias Rehahn (Bereich Kunststoffe). Die Leitung des Projektbereichs

Systemzuverlässigkeit unterliegt gemeinschaftlich Rüdiger Heim und Tobias Melz. Weitere Informationen und Kontaktmöglichkeiten finden Sie auf den Bereichsseiten unserer Website: www.lbf.fraunhofer.de

Institutsleitung Zentrale Dienste

Bereich Betriebsfestigkeit

Bereich Adaptronik

Projektbereich Systemzuverlässigkeit

Bereich Kunststoffe

Wissenschaftsmanagement

Werkstoffe und Bauteile

Aktoren und Sensoren

ZSZ-e

Polymersynthese

Baugruppen und Systeme

Strukturdynamik und Schwingungstechnik

E-mobility

Rezepturentwicklung und Dauerhaftigkeit

Betriebsfester und funktionsintegrierter Leichtbau

Future Projects / Future Markets

Kunststoffverarbeitung und Bauteilauslegung

Strategisches Management Strategisches Controlling MultiprojektManagement WissenschaftlichTechnische Betriebsorganisation

Zuverlässige Signalverarbeitung und Strukturüberwachung

Forschungsgroßgeräte


HumanRelations

15 LBF and more 8.12

Neue Bereichsleiter des Fraunhofer LBF

und Überwachung sowie zur Verbesserung mechanischer Eigenschaften von Produkten erarbeitet, dies durch Verwendung fortgeschrittener Methoden der Strukturdynamik und Signalverarbeitung und unter Einbeziehung des Faserverbundleichtbaus sowie neuartiger Aktoren und Sensoren. Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz leitet am Fraunhofer LBF den Bereich Adaptronik und ist Professor für Adaptronische Systeme im Fachbereich Maschinenbau der Technischen Universität Darmstadt. Nach seinem Maschinenbaustudium an der Technischen Universität Braunschweig war Professor Melz als Projektleiter in der Schwingungskontrolle von Leichtbaustrukturen am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) tätig. Er promovierte 2002 an der TU Darmstadt zum Thema der aktiven Schwingungsminderung an Stirlingkühlern und leitete bis 2012 zwei Forschungsabteilungen am Fraunhofer LBF. Im Bereich Adaptronik werden Lösungen zur Identifikation

dem Abgleich rechnerischer Modelle mit experimentellen Ergebnissen. Am Fraunhofer LBF leitete er bis April 2012 erfolgreich das Kompetenzcenter für die Betriebsfestigkeit von Rädern und Radnaben. Seit April 2012 hat Rüdiger Heim die Führung für den Bereich „Betriebsfestigkeit“ übernommen und leitet darüber hinaus gemeinsam mit Prof. Dr.-Ing. Tobias Melz den Projektbereich „Systemzuverlässigkeit“.

Dipl.-Ing. Rüdiger Heim Rüdiger Heim wirkt seit Anfang 2005 am Fraunhofer LBF. Nach seinem Studium des allgemeinen Maschinenbaus an der Technischen Hochschule – heute Universität – Darmstadt war er zunächst für einen längeren Zeitraum in der Automobilindustrie tätig und arbeitete auf dem Gebiet der numerischen Simulation sowie

Prof. Dr. rer. nat. Matthias Rehahn Matthias Rehahn studierte Chemie an der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz. Er promovierte dort 1990 am Max-Planck-Institut für Polymerforschung mit einer Arbeit

zur Übergangsmetall-katalysierten Synthese elektrisch leitfähiger Polymere für Leuchtdioden, Transistoren und Solarzellen. Anschließend war er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Polymer-Institut der Universität Karlsruhe (TH) tätig. Nach einem Post-Doktorat an der ETH Zürich, schloss er 1996 seine Habilitation in Karlsruhe ab. 1997 wurde er mit der Vertretung einer C4-Professsur für Organische Chemie an der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz beauftragt. 1999 folgte der Ruf auf die C4-Professur „Chemie der Polymere“ an die TU Darmstadt, verbunden mit der Leitung des Deutschen Kunststoff-Instituts (DKI). Gemeinsam mit Prof. Hanselka überführte er zum 01.07.2012 das DKI in das Fraunhofer LBF. Seither übernimmt er neben der weiterhin bestehenden Professur im Fachbereich Chemie der TU Darmstadt die Leitung des Bereichs „Kunststoffe“ im LBF.


UpDates

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Termine

Wir freuen uns, Sie auf diesen Veranstaltungen begrüßen zu dürfen:

Messe SMM (Shipbuilding)

4.–7. September 2012

Hamburg Halle B6, Stand 317

Messe ILA – Berlin Air Show

11.–16. September 2012

Berlin Halle 3, Stand 3221

Messe InnoTrans

18.–21. September 2012

Berlin Halle 4.1, Stand 225

9.–11. Oktober 2012

Düsseldorf Halle 8a, Stand A 11

Messe Composites Europe

5. VDI-Fachtagung Maschinenakustik 2012

Leichtbau-Tagung der Fraunhofer Allianz Leichtbau „Lasertechnik im Leichtbau“

Weitere Informationen unter: www.lbf.fraunhofer.de/veranstaltungen

13.–14. November 2012

5.–6. Februar 2013

Karlsruhe

Dresden


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