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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-12-01 - 2022-11-30

Das Monitoring der Schwingungseigenschaften von Ultraschall-Ermüdungsproben während der Prüfung ist eine vielversprechende Anwendung akustischer Schadensbewertungsmethoden: Da die longitudinale Schallwelle, die sich durch die Probe bewegt, gestört und an neu gebildeten Grenzflächen und Rissen reflektiert wird, werden harmonische Obertöne des nominalen Schwingungssignals bei 20 kHz erzeugt. Durch die Überwachung des Oberwellengehalts der Probenschwingung und den Vergleich des aktuellen Zustands im Verlauf eines Ermüdungsversuchs mit der unbelasteten Probe kann der Fortschritt der Ermüdungsschädigung in Echtzeit vor Ort überwacht werden. Das Verfahren erfordert keine zusätzlichen Aufnehmer, wie sie typischerweise bei der nichtlinearen akustischen Analyse oder der direkten optischen Beobachtung der Ermüdungsrissgröße in den Proben zur Analyse des Ermüdungsrisswachstums eingesetzt werden. Vielmehr nutzt das Verfahren das verfügbare Signal der Probenbewegung während hochfrequenter Resonanzschwingungen. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer DAQ-Software für Ermüdungsprüfungen, die in Verbindung mit der zuvor entwickelten Ultraschall-Ermüdungsprüfanlage arbeitet. Dies soll die in-situ Echtzeit-Überwachung von Ermüdungsschäden in verschiedenen metallischen Werkstoffen (z.B. Stahlguss, Aluminiumgusslegierungen) ermöglichen, die Ultraschallzyklen ausgesetzt sind. Geeignete Modelle sollen erforscht und weiterentwickelt werden, um die Ermüdungsschädigung auf der Grundlage der Resonanzfrequenz und des Gehalts an harmonischen Obertönen zu bewerten, um - Veränderungen der Schwingungseigenschaften aufgrund von Dehnungslokalisationen und/oder ersten kurzen Rissen bei natürlichen und künstlich erzeugten Spannungskonzentrationen - die Resonanzeigenschaften (Oberschwingungen zweiter oder höherer Ordnung, Resonanzfrequenzänderungen) mit Risslängen in langen Rissen zu korrelieren. - Darüber hinaus sollten der Anteil der Rissinitiierung und der Übergang von der Initiierung zur Ausbreitung bei sehr hochzyklischem Ermüdungsversagen bewertet werden.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-01-01 - 2026-12-31

Ziel des Projektes ist die systemintegrierte und belastungsabhängige Bewertung der Langzeitzuverlässigkeit von Hochgeschwindigkeitsweichen mit Schwerpunkt auf Rissinitiierung und Risswachstum ausgehen vom Schienenfuß beweglicher Kreuzungspunkte. Das Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung eines detaillierten Verständnisses der Dynamik des gesamten nichtlinearen Systems "Radsatz - Schiene - Feste Fahrbahn - Boden", wobei einerseits der Einfluss der Steifigkeit der Platte, des Betonasphaltmörtels und des Bodens und andererseits die niederamplitudigen, hochzyklischen Schwingungen aus dem Rad-Schiene-Kontakt auf die Belastung der Weichenschienen erfasst werden. Letztlich sollen die Eckpfeiler für ein integriertes Instandhaltungskonzept für Hochgeschwindigkeitsübergänge geschaffen werden. Das vorliegende Projekt selbst ist Teil des gemeinsam definierten Forschungsprogramms des COMET K2 Center on "Integrated Computational Material, Process and Product Engineering (IC-MPPE)" und unterstützt die Erreichung der in diesem Forschungsprogramm definierten Ziele. Die Beteiligung der BOKU (IPM) liegt in der Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens von R260 Stahl im Bereich sehr hoher Lastspielzahlen mittels Ultraschall-Ermüdungsversuche.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2020-09-01 - 2023-08-31

Spider silk (SPSI) has been established as one of nature’s most fascinating materials due to its unique properties. A remarkable application of the SPSI is its use in reconstructive medicine as nerve guidance structure/filament for nerve regeneration. The Schwann cells (SCs), which are a crucial part of the nerve regeneration process adhere to SPSI and migrate along it to support axonal elongation. SPSI degrades without inflammatory response or physiological pH changes. However, the interaction between the SCs and the silk and by that the SPSI properties, that promote SC adhesion are still unclear. The aim of this project is to elucidate material properties of SPSI, that are crucial for its unique performance in nerve regeneration. Not all spider silks show the same medical success, and we believe that properties such as composition, ultrastructure, and mechanical behavior have a pronounced influence on the acceptance of SPSI by SCs. Therefore, by combining experiments consisting of in vitro studies and the material characterization of various SPSIs, the properties, which are responsible for the advanced success of SPSI in nerve regeneration, will be clarified.

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