Es wird ein Modell für das thermomechanische Materialverhalten und die Gefügeentwicklung metallischer Werkstoffe erarbeitet. Dafür werden bewährte Modelle erweitert und in einem einheitlichen thermodynamischen Rahmen vereinigt. Das Materialmodell wird als Simulationsprogramm für die Prozessanalyse implementiert. Es wird anhand eines mikrolegierten Stahls validiert und ist auch für andere Legierungen mit ähnlichen Gefügeeigenschaften geeignet.

Interfaces in fiber reinforced polymers highly affect the material's fracture behavior. Characterization and modeling methods for such interfaces are developed and applied to commonly used materials with respect to their specific manufacturing processes. Both fiber-matrix interfaces and lamina interfaces are examined experimentally and further analyzed numerically considering different scales of interest as well as the material’s microstructure.

In dieser Arbeit erfolgt eine numerische Beschreibung einer Hybridverbindung (Kombination einer mechanischen Verbindung mit Klebstoff). Es wird der Einfluss von Klebstoff im Bereich der mechanischen Fügestelle auf das Verbindungsverhalten und die gegenseitige Beeinflussung von geklebter und mechanisch gefügter Verbindung untersucht. Darauf basierend werden Rückschlüsse für die Modellierung in Fahrzeug-Crashsimulationen abgeleitet.

In der vorliegenden Arbeit wird das temperaturabhängige und thermomechanische Ermüdungsverhalten von zwei Aluminiumgusslegierungen charakterisiert. Die belastungs- und temperaturabhängigen Schädigungsmechanismen werden identifiziert. Die Lebensdauern werden mit einem mechanismenbasierten Risswachstumsmodell vorhergesagt. Zudem wird die Schädigungsentwicklung mit der Finite-Elemente-Methode und mikrostrukturbasierten Zellmodellen untersucht.

Für die Anwendung von Beschichtungen im Allgemeinen ist deren Haftung von essentieller Bedeutung. Die Schichthaftung von diamantähnlichen Kohlenstoffschichten (DLC; diamond-like carbon) mit einer leicht durchführbaren und kostengünstigen Methode zu verbessern, ist das vorrangige Ziel der vorliegenden Arbeit. Im Speziellen wurde dabei auf Stahloberflächen das Mikrostrahlen mit Wolframkarbid in Kombination mit einem Nassstrahlverfahren angewandt, um die Haftung von wasserstoffhaltigen DLC-Schichten (a-C:H) durch eine Strukturierung der Stahloberfläche zu verbessern. Neben der intensiven Analyse der durch die Strahlmethoden erzeugten Oberflächenzustände, wurden die Schichthaftung sowie das tribologische Verhalten der resultierenden, strukturierten Schichten untersucht.

Long fiber reinforced thermoplastics are promising candidates for the mass production of lightweight components. In order to predict their microstructure-dependent mechanical properties, a novel procedure for the generation of a representative volume element is developed. The approach mimics the pressing process during the fabrication of the material by compression molding. The model is experimentally validated with respect to different mechanical properties, including elasticity, creep and damage.

Die Trocknung von Suspensionen ist ein alltäglicher und dennoch technisch relevanter Prozess. Die Vorgänge während der Trocknung wirken sich unmittelbar auf dessen Eigenschaften wie Morphologie und Dichte getrockneter Körper aus. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Simulationsmethoden mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad entwickelt, die eine Vorhersage dieser Eigenschaften ermöglichen.