Ein ressourcenschonender, nachhaltiger Materialeinsatz erfordert neue Strukturwerkstoffe, die zielgerichtet an eine Anforderung angepasst werden können. Dafür bieten sich vor allem hybride Werkstoffsysteme an, die durch eine Kombination mehrerer Werkstoffe die Einstellung eines optimierten und an die gegebenen Anforderungen angepasstes Eigenschaftsspektrum ermöglichen. Die Entwicklung und der Einsatz neuartiger hybrider Materialkombinationen steht dabei auch immer im engen Zusammenhang mit Ressourceneffizienz. Es ist entscheidend, dass nicht nur neue, energieeffiziente Herstellungsverfahren entwickelt werden, sondern dass durch eine zuverlässige Vorhersage der Material- und Struktureigenschaften ein gezielter Werkstoffeinsatz ermöglicht wird. Weiterhin rückt das Thema Recycling immer mehr in den Vordergrund, sodass besonders thermoplastbasierte Faserverbundstrukturen, aktivierbare Grenzflächen sowie selbstverstärkte Kunststoffe und Biopolymere einen vielversprechenden Ansatz bieten.Um hybride Werkstoffsysteme zielgerichtet einsetzen zu können ist das Verständnis der Eigenschaften moderner Strukturwerkstoffe unabdingbar. Insbesondere Verbundwerkstoffe und hybride Werkstoffverbunde führen durch die Kombination unterschiedlicher

zyklisch). Begleitet wird die Werkstoffprüfung mit optischer, lokal auflösbarer Kennwertermittlung mittels digitaler Bildkorrelation.

Da für die Charakterisierung von hybriden Werkstoffverbunden bisher meist keine standardisierten Verfahren zur Verfügung stehen, zielt die Forschungstätigkeit besonders auf die Anpassung bestehender Charakterisierungsmethoden sowie die Methodenentwicklung  ab. Es werden Verfahren und Methoden entwickelt, um unter anderem Grenzflächeneigenschaften zu untersuchen und Lebensdauerbetrachtungen durchzuführen. In diesem Zusammenhang werden besonders komplexe Beanspruchungen, die auf einer Kombination von mechanischen, thermischen und chemischen Lasten basieren, berücksichtigt.

Beschreibung des Schädigungsverhaltens hybrider Werkstoffsysteme

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt stellt die Untersuchung des Versagensverhalten und der Schädigungsevolution von Verbundwerkstoffen und hybriden Werkstoffverbunden dar. Entscheidend ist hierbei vor allem die Integration von in-situ Prüfverfahren, wie z.B. der Schallemission, der Rasterelektronenmikroskopie oder der Computertomographie, um mechanische Belastung und Schädigungsentwicklung zeitgleich zu untersuchen. Die post-mortale Untersuchung geschädigter Strukturen vervollständigt  die Analyse auftretender Versagensmechanismen.

Neuartige Ansätze im Bereich der Materialmodellierung

Abgerundet werden die Forschungstätigkeiten durch die Anpassung und Entwicklung von mehrskaligen Modellierungsansätzen zur Abbildung der mechanischen Material- und Struktureigenschaften von Verbundwerkstoffen und hybriden Werkstoffverbunden. Zusätzlich werden zerstörende und zerstörungsfreie Prüfverfahren numerisch dargestellt, um Charakterisierungsmethoden und -strategien zu validieren und weiterzuentwickeln.