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Zyklische Schädigungsprozesse in Hochleistungsbetonen im Experimental-Virtual-Lab SPP 2020
Termin:
22.09.2016
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat im März 2016 die Einrichtung des Schwerpunktprogramms ,,Zyklische Schädigungsprozesse in Hochleistungsbetonen im Experimental-Virtual-Lab" (SPP 2020) beschlossen. Als Laufzeit sind sechs Jahre vorgesehen. Die Ausschreibung lädt zur Antragstellung für die erste dreijährige Förderperiode ein.
Die wissenschaftliche Zielsetzung besteht darin, die Materialdegradation in Hochleistungsbetonen unter Ermüdungsbeanspruchung in Kombination neuester experimenteller und virtuell-numerischer Methoden zu erfassen, zu verstehen, zu beschreiben, zu modellieren und zu prognostizieren. Dabei liegt der Fokus auf der Ermittlung von Erkenntnissen zum mikrostrukturellen Verhalten beziehungsweise zu den Schädigungsprozessen im Betongefüge sowie auf der Entwicklung effektiver Berechnungsmodelle und Bewertungsmethoden. Schädigungsprozesse laufen zum Teil auf sehr kleinen Skalenebenen ab und lassen sich daher nicht vollständig während des Belastungsversuchs beobachten und erfassen. Insofern können die für das Verständnis und die Modellierung des Ermüdungsverhaltens benötigten Erkenntnisse nur in enger Verzahnung der Baustoffwissenschaften und der numerischen Mechanik, das heißt in der Verzahnung von Experiment und Berechnung - im Experimental-Virtual-Lab - entwickelt werden. Die in diesem Schwerpunktprogramm zu entwickelnde Methodik des Experimental-Virtual-Labs soll die Basis sein für zukünftige, völlig neue Vorgehensweisen bei der Bewertung und (Weiter-)Entwicklung von Baustoffen. Die Untersuchungen sollen in drei Arbeitsbereichen durchgeführt werden:
1) Erfassung und Charakterisierung von Schädigungsmechanismen
Baustoffliche Einflüsse auf den Ermüdungsprozess werden gezielt experimentell untersucht, um anhand der im Experiment erfassbaren Messgrößen die Schädigungsmechanismen und -prozesse grundlegend beschreiben zu können.
2) Modellierung der Materialdegradation in Hochleistungsbetonen
Die Materialdegradation wird mithilfe makroskopischer Modelle beziehungsweise Stoffgesetze oder mithilfe gefügeorientierter, mikromechanischer Modelle beschrieben. Die Kalibrierung und Validierung der Modelle erfolgt anhand der im Arbeitsbereich 1) erfassten Daten, die modellspezifische Schädigungsindikatoren ebenso beinhalten wie Visualisierungen von Schädigungen.
3) Degradationsprognose (vornehmlich in der zweiten Förderperiode)
Die gewonnenen Erkenntnisse und die entwickelten Modelle werden zur Degradationsprognose weiterentwickelt.
Insbesondere angesprochen sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Baustoffwissenschaften und der Mechanik. Zur Stärkung der interdisziplinären Zusammenarbeit ist die Einreichung von Tandemanträgen erwünscht. Bei der Tandembildung kann Prof. Ludger Lohaus als Koordinator des Schwerpunktprogramms gegebenenfalls unterstützen. Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler mit kürzlich abgeschlossener Promotion (Postdocs) werden ermutigt, Anträge einzureichen. Bei der Fördermaßnahme wird den Regelungen der DFG bezüglich der forschungsorientierten Gleichstellungsstandards besondere Beachtung geschenkt werden.
Fragen zu den wissenschaftlichen Zielen des Schwerpunktprogramms richten Sie bitte an den Koordinator: Prof. Dr.-Ing. Ludger Lohaus, Leibniz Universität Hannover, Institut für Baustoffe, Tel. +49 511 762-3722, lohaus@baustoff.uni-hannover.de
Auskünfte zur Antragstellung bei der DFG erteilen:
Fachlich: Dr. Holger Eggemann, Tel. +49 228 885-2655, Holger.Eggemann@dfg.de
Formal: Bettina Rausch, Tel. +49 228 885-2447, Bettina.Rausch@dfg.de
Weitere Informationen:
www.dfg-spp2020.uni-hannover.de
Die wissenschaftliche Zielsetzung besteht darin, die Materialdegradation in Hochleistungsbetonen unter Ermüdungsbeanspruchung in Kombination neuester experimenteller und virtuell-numerischer Methoden zu erfassen, zu verstehen, zu beschreiben, zu modellieren und zu prognostizieren. Dabei liegt der Fokus auf der Ermittlung von Erkenntnissen zum mikrostrukturellen Verhalten beziehungsweise zu den Schädigungsprozessen im Betongefüge sowie auf der Entwicklung effektiver Berechnungsmodelle und Bewertungsmethoden. Schädigungsprozesse laufen zum Teil auf sehr kleinen Skalenebenen ab und lassen sich daher nicht vollständig während des Belastungsversuchs beobachten und erfassen. Insofern können die für das Verständnis und die Modellierung des Ermüdungsverhaltens benötigten Erkenntnisse nur in enger Verzahnung der Baustoffwissenschaften und der numerischen Mechanik, das heißt in der Verzahnung von Experiment und Berechnung - im Experimental-Virtual-Lab - entwickelt werden. Die in diesem Schwerpunktprogramm zu entwickelnde Methodik des Experimental-Virtual-Labs soll die Basis sein für zukünftige, völlig neue Vorgehensweisen bei der Bewertung und (Weiter-)Entwicklung von Baustoffen. Die Untersuchungen sollen in drei Arbeitsbereichen durchgeführt werden:
1) Erfassung und Charakterisierung von Schädigungsmechanismen
Baustoffliche Einflüsse auf den Ermüdungsprozess werden gezielt experimentell untersucht, um anhand der im Experiment erfassbaren Messgrößen die Schädigungsmechanismen und -prozesse grundlegend beschreiben zu können.
2) Modellierung der Materialdegradation in Hochleistungsbetonen
Die Materialdegradation wird mithilfe makroskopischer Modelle beziehungsweise Stoffgesetze oder mithilfe gefügeorientierter, mikromechanischer Modelle beschrieben. Die Kalibrierung und Validierung der Modelle erfolgt anhand der im Arbeitsbereich 1) erfassten Daten, die modellspezifische Schädigungsindikatoren ebenso beinhalten wie Visualisierungen von Schädigungen.
3) Degradationsprognose (vornehmlich in der zweiten Förderperiode)
Die gewonnenen Erkenntnisse und die entwickelten Modelle werden zur Degradationsprognose weiterentwickelt.
Insbesondere angesprochen sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Baustoffwissenschaften und der Mechanik. Zur Stärkung der interdisziplinären Zusammenarbeit ist die Einreichung von Tandemanträgen erwünscht. Bei der Tandembildung kann Prof. Ludger Lohaus als Koordinator des Schwerpunktprogramms gegebenenfalls unterstützen. Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler mit kürzlich abgeschlossener Promotion (Postdocs) werden ermutigt, Anträge einzureichen. Bei der Fördermaßnahme wird den Regelungen der DFG bezüglich der forschungsorientierten Gleichstellungsstandards besondere Beachtung geschenkt werden.
Fragen zu den wissenschaftlichen Zielen des Schwerpunktprogramms richten Sie bitte an den Koordinator: Prof. Dr.-Ing. Ludger Lohaus, Leibniz Universität Hannover, Institut für Baustoffe, Tel. +49 511 762-3722, lohaus@baustoff.uni-hannover.de
Auskünfte zur Antragstellung bei der DFG erteilen:
Fachlich: Dr. Holger Eggemann, Tel. +49 228 885-2655, Holger.Eggemann@dfg.de
Formal: Bettina Rausch, Tel. +49 228 885-2447, Bettina.Rausch@dfg.de
Weitere Informationen:
www.dfg-spp2020.uni-hannover.de