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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Programmierbare Dämpfung - Passivsysteme mit geregelter Anpassung der mechanischen Eigenschaften an Belastungssituationen

Wednesday (18.09.2019)
17:00 - 17:30 Uhr Appendix
Bestandteil von:


Dämpfende Werkstoffe und Systeme haben eine große Relevanz in unserem täglichen Leben. Angefangen bei Schuhen, persönlicher Schutzkleidung und verschiedenen Fortbewegungsmitteln über die Sicherung empfindlicher Elektronikkomponenten bis hin zu Absicherungen wichtiger Bauteile in der Luft- und Raumfahrt ergeben sich vielfältige Anforderungen an Materialien, die diese Aufgaben mit möglichst hoher Effizienz erfüllen sollen.

Hierbei ergeben sich durch die Dehnratenabhängigkeit der Dämpfungseigenschaften bei klassischen Werkstoffen notwendige Kompromisse, die zu überwinden eine veränderte Herangehensweise an das Materialdesign erfordern. Typischerweise sollen die eingesetzten Materialien gleichzeitig die Aufgabe eines Konstruktionswerkstoffs erfüllen und kritische Beschleunigungen eines Systems verhindern. Gleichzeitig werden Anforderungen an das zur Verfügung stehende Volumen gestellt, was der Maximierung der speicher- und dissipierbaren Energiemenge widerspricht. Eine mögliche Lösung hierfür stellen programmierbare Dämpfungsmaterialien dar, die auf der Ebene der Mikro- und Mesoskala funktionalisiert sind und durch logische Verknüpfung unterschiedlicher physikalischer Effekte in der Lage sind, die gewöhnliche Dehnratenabhängigkeit umzukehren. Dies bedeutet, dass über einfache Designmechanismen bulkartige Materialien hergestellt werden können, die mit steigender Dehnrate die dissipierbare Energiemenge erhöhen und deren Arbeitspunkte unabhängig vom verwendeten Grundmaterial variiert werden können.

Im vorgestellten Beitrag soll die Definition programmierbarer Dämpfungseigenschaften geklärt werden, die zur Entwicklung erster Prototypen geführt hat, die sich als proof-of-concept verstehen und in Labormessungen ihr Potential gezeigt haben. Die erzielten Ergebnisse sowie ein Ausblick auf Verwendungsmöglichkeiten werden vorgestellt.

 

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Michael Becker
Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. William Kaal
    Fraunhofer LBF