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Warum Werkstoffe müde werden und sich nicht erholen

Wie kommt es zu Ermüdungserscheinungen an Bauteilen? Wie lassen diese sich untersuchen – und wie können Schäden vermieden werden? Um solche und ähnliche Fragen ging es bei einer Fortbildung am Institut für Werkstofftechnik der Uni Siegen.

Wenn Bauteile aus Konstruktionswerkstoffen versagen, ist der Schaden oft dramatisch. Das Zugunglück von Eschede 1998 oder Ermuedung_web 2der Einsturz einer Brücke in Seoul (Südkorea) 1994 sind traurige Beispiele, die viele Menschenleben gekostet haben. Beide Unglücke hatten ihre Ursachen in der Materialermüdung. Der Begriff „Ermüdung“ bezeichnet dabei eine durch zyklische Belastung hervorgerufene, allmähliche Schädigung eines Bauteils. Schlimmstenfalls kann sie dazu führen, dass das Teil versagt. Im Rahmen einer dreitägigen Fortbildung am Institut für Werkstofftechnik der Universität Siegen haben sich IngenieurInnen und WissenschaftlerInnen intensiv mit dem Thema beschäftigt. Die Veranstaltung „Ermüdungsverhalten metallischer Werkstoffe“ wurde von der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) organisiert.

Aus tragischen Schadensfällen wie in Eschede oder Seoul haben sich unmittelbar Konsequenzen ergeben: Jedes technische Bauteil muss heute gegen Materialermüdung ausgelegt werden. Um dies sicher machen zu können und gegebenenfalls „mit Rissen zu leben“, benötigt man detaillierte Kenntnisse zu den Ursachen der Schädigungsentstehung und -entwicklung, die in der Fortbildung unter Leitung von Prof. Dr. Hans-Jürgen Christ vermittelt wurden: „Zielgruppe der Fortbildung sind insbesondere Ingenieurinnen und Ingenieure aus den Forschungs- und Entwicklungsabteilungen von Unternehmen. Es geht uns darum, ihnen die nötigen Hintergründe zu vermitteln, damit sie die eigenen Produkte noch weiter verbessern können“, erklärte Christ.

Ermuedung_web 3Die TeilnehmerInnen wurden dabei nicht nur mit dem erforderlichen theoretischen Wissen ausgestattet. In kleinen Gruppen führten sie außerdem Demonstrationsversuche zu verschiedenen Themenbereichen durch. So wurde beispielsweise gezeigt, wie ein Ermüdungsriss wächst und wie dieses Wachstum mathematisch beschrieben werden kann. Aus der mathematischen Gleichung ergibt sich dann sofort die Grundgleichung für die Abschätzung der Restlebensdauer.

Bei der Fortbildung, die in Siegen schon zum 14. Mal angeboten wurde, bringen sich traditionell auch zahlreiche externe Experten als Dozenten ein. Ein weiterer Erfolgsfaktor ist das begleitende Rahmenprogramm: In diesem Jahr gab es bei einer Stadtführung durch die Siegener Altstadt und einem geselligen Abend die Gelegenheit, sich noch besser kennen zu lernen und zu vernetzen. Kontakte, die beruflich weiterhelfen – die letzten Endes aber sicherlich auch dazu beitragen, die Welt ein wenig sicherer zu machen.

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 Mit 24 Teilnehmerinnen und Teilnehmern war die Fortbildung komplett ausgebucht. Neben dem Team vom Institut für Werkstofftechnik der Uni Siegen brachten sich auch zahlreiche externe ExpertInnen als Dozenten ein.