Industriedienstleistungen

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In den letzten Jahren wurde die Zusammenarbeit zwischen Hochschulen und Unternehmen immer intensiver. Dabei stehen Neu- und Weiterentwicklung von Produkten und Dienstleistungen für die Wirtschaft im Vordergrund. Neue Ansätze, welche sich durch hohe Reaktionsgeschwindigkeit wie auch durch flexible Verteilung von Aufgaben auszeichnen, ermöglichen es uns, umfassende Kontakte mit Partnern in der Wirtschaft zu generieren. Dabei ist es wichtig, dass durch unsere Fähigkeit, Ressourcen in personeller und sachlicher Form vorzuhalten, Partnern aus der Wirtschaft die Möglichkeit gegeben wird, Entwicklungskosten zu minimieren und Aufgabenbereiche auszulagern.

Die hier dargestellten Dienstleistungen beschreiben nur einen geringen Teil des von uns angebotenen Dienstleistungspaketes. In Kooperation mit der Firma elastoFEM GmbH organisieren wir Projekte mit vielen anderen Instituten der RWTH Aachen. Somit stehen uns umfangreiche Kompetenzen unserer exzellenten Hochschule zur Verfügung. Hier versuchen wir nur beispielhaft, die Mischung von Dienstleistung, Forschung und Beratung darzustellen.

 

Werkstoffprüfung

Dehnungsermittelung durch Grauwertanalyse eines Zugversuchs an einer Lochscheibe Urheberrecht: © KM

Zur Untersuchung von Elastomer-, Gummibauteilen sowie üblichen Ingenieurmaterialien wie zum Beispiel Stahl steht uns direkt ein eigenes Prüflabor zur Verfügung. Hier können mechanische Werkstoffuntersuchungen bis zu einer Geschwindigkeit von 2000mm/min und einer maximalen Kraft von 10kN zeitnah, schnell und mit modernen optischen Messverfahren durchgeführt werden. Durch den Einsatz einer Temperierkammer sind Prüfungen im Temperaturbereich von -80 °C bis +250 °C möglich. Darüber hinaus stehen uns umfassende Testeinrichtungen an Partnerinstituten der RWTH Aachen zur Verfügung. Dazu gehören weitere zerstörende Prüfverfahren, zerstörungsfreie Prüfverfahren und Verfahren zur Werkstoffanalyse.

Zerstörende Prüfverfahren

  • Axiale und biaxiale Zugversuche (quasistatisch und dynamisch)
  • Kerbschlagbiegeversuche
  • Zeitstandversuche, Schwingfestigkeits- und Ermüdungsversuche

Zerstörungsfreie Prüfverfahren

  • Eindringprüfung
  • Härteprüfung
  • Ultraschallprüfung
  • Untersuchungen am Röntgendiffraktometer

Werkstoffanalyse

  • Infrarotspektroskopie
  • Dynamische Differenzkalorimetrie
  • Metallographische Untersuchungen (Metallographie)
  • Schadensanalyse
  • Festigkeitsanalysen
  • Chemische und Physikalische Analysen
  • Mikroskopie (Stereomikroskopie und Rasterelektronenmikroskop)

Ist das Prüfverfahren was Sie suchen nicht dabei, dann fragen Sie uns, wir können noch mehr.

  "Squeeze flow" Simulation Urheberrecht: © KM

Viele moderne Materialien zeichnen sich durch ein hochgradig nichtlineares Verhalten, Richtungsabhängigkeit (Anisotropie) oder verschiedene inelastische Effekte aus und können somit nicht durch klassische Stoffgesetze wie zum Beispiel das Hookesche Gesetz beschrieben werden. Zur Modellierung solcher Materialien benötigt man spezielle Stoffgesetze, die all diese Phänomene beschreiben und gute Übereinstimmung mit experimentellen Daten erzielen können. Insbesondere geht es hierbei um

  • Gummimischungen
  • Kunststoffe
  • Textilien
  • Faserverstärkte Elastomere (Gummischläuche, Transportbänder und andere)
  • Biologische Gewebe (Muskeln, Haut und andere)

Die von uns hierfür entwickelten Materialmodelle

  • werden im direkten Vergleich zu den experimentellen Daten verifiziert,
  • berücksichtigen verschiedene inelastische Phänomene wie beispielsweise Plastizität, Viskoplastizität, nichtlineare Vorkonditionierung, Hysterese-Effekte, Schädigung, Mullins-Effekt und
  • werden in Finite-Elemente-Programme implementiert.
 

Finite-Elemente-Analyse, Simulation/Berechnung der Bauteile

FEM Simulation des Double Dome Tests Urheberrecht: © KM

Für eine erfolgreiche und abgesicherte Simulation, insbesondere im nichtlinearen Bereich, ist ein umfangreiches Know-how erforderlich. Darüber hinaus hängt die Aussagekraft der Berechnungsergebnisse im hohen Maße von der Qualität des Materialmodells ab. Genau an diesen Punkten setzt unsere Dienstleistung und Beratung für Unternehmen an. Dazu gehören unter anderem die folgenden Leistungen

  • Berechnung von Bauteilverformungen unter Berücksichtigung des nichtlinearen Materialverhaltens
  • Beratung zur Auswahl geeigneter Finite-Elemente-Formulierungen, 2D/3D-Elemente, Volumenelemente, Schalenelemente, Verbund- bzw. Composite-Elemente und inkompressible Elemente
  • Optimierung von Bauteilen zur Verringerung der Materialbelastung (Spannung) bzw. zur Erlangung von bestimmten Kraft-Verformungs-Kennlinien (zum Beispiel Federelemente, Türdichtungen oder Membranen)
  • Ermittlung von Eigenfrequenzen (Modalanalysen)
  • Kontaktmodellierung
  • Wärmeübergangs- und Wärmedehnungsberechnung
  • Kriechberechnungen
  • Vorhersage der Festigkeit und Lebensdauer

Viele Kunststoff- und Elastomerbauteile sind relativ günstig in der Herstellung, können aber großen Schaden anrichten, falls sie versagen. Dies ist beispielsweise der Fall für viele Öl- oder Wasserdichtungen (O-Ringe), die im Maschinenbau oder auch in der Baubranche zum Einsatz kommen. Hierbei spielt die Vorhersage der Festigkeit und Lebensdauer eine große Rolle. Viele Hersteller müssen auch eine bestimmte Lebensdauer ihrer Produkte unter verschiedenen Umwelteinflüssen (Ozon, Temperatur, Salzwasser, Abwasser, Schmieröle und weitere.) garantieren. Um die Lebensdauer abzuschätzen, legen wir für jedes Bauteil zunächst ein hierfür zugeschnittenes Experiment aus. Dabei wird die natürliche Alterung durch erhöhte Temperaturen beschleunigt. Anhand spezieller Alterungsmodelle wird dann die Lebensdauer näherungsweise berechnet.

 

Weitere Dienstleistungen

Wir bieten Ihnen außerdem:

  • Exklusive Forschung für Ihr Unternehmen im Rahmen eines Forschungs- und Entwicklungs-Projektes oder Rahmenvertrages
  • Forschung für Ihr Unternehmen im Rahmen von öffentlich geförderten Projekten (Land, Bund, Europäische Union)
  • Weiterbildung und Seminare im Bereich der Materialmodellierung und Tensorrechnung
  • Des Weiteren ist es natürlich jederzeit möglich, Lösungen für individuelle Fragen anzubieten oder Lösungsansätze aufzuzeigen. Unsere Zusammenarbeit mit weltweit operierenden Hochschulnetzwerken, ermöglicht es uns immer, die sicherste und stabilste Technik anzubieten.
 

Unsere Referenzen

  • Audi
  • Voith Composites
  • ROSTA
  • Porsche
  • Bosch
  • Infineon
  • BMW
  • TMD-Friction
  • EcoClean
  • Repower
  • und weitere