https://opara.zih.tu-dresden.de/xmlui/handle/123456789/5754 Partikelschäume zeichnen sich aus durch eine einzigartige Kombination von geringer Dichte, hoher mechanischer Energieabsorption bei Druckbelastung, großer Gestaltungsfreiheit in der Formgebung sowie geringen Herstellungskosten. Sie sind damit für vielfältige Einsatzgebiete prädestiniert, zu denen derzeit u.a. Sportschuhe und sicherheitsrelevante Interieur-Bauteile von Fahrzeugen gehören. Durch Auswahl der Verarbeitungsparameter beim Schäumen können die Eigenschaften der Zellstruktur und damit das Verhalten der Formteile gezielt an die jeweilige Anwendung angepasst werden. Nach aktuellem Stand der Forschung bestehen jedoch signifikante Unsicherheiten bezüglich der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Partikelschäumen. So sind zwar Berechnungsmethoden verfügbar, die zur Vorhersage des makroskopischen Werkstoffverhaltens bei beliebigen multiaxialen Belastungszuständen geeignet sind, jedoch werden dabei substantielle Vereinfachungen zugrunde gelegt, wie etwa die Vernachlässigung lokaler Spannungs- und Verzerrungsmaxima auf der Mesoebene des Schaums. So kommt es bei globaler Druckbelastung innerhalb der Zellstruktur lokal zu Biegung, Beulen oder Zugversagen. Das mechanische Verhalten wird zudem maßgeblich durch das eingeschlossene Zellgas und dessen Kompression beeinflusst. Werden die Formteile schwingend über einen längeren Zeitraum belastet, kommt es nach empirischen Erkenntnissen zu einem zyklischen Kriechen des Formteils. Sowohl die Interaktion zwischen Zellgas und Zellstruktur als auch die Phänomenologie des zyklischen Kriechens sind bisher nicht hinreichend aufgeklärt. Im Fokus des Vorhabens steht die experimentelle und numerische Untersuchung des mechanischen Verhaltens von Partikelschäumen unter quasi-statischer sowie zyklischer Belastung im Druckbereich. Mit Hilfe eines im Vorhaben zu entwickelnden Prüfstandes zur Durchführung von umgebungsdruckabhängigen Stauchungsversuchen sowie der Anwendung röntgentomografischer Analysen sollen die Wechselwirkungen zwischen Zellgas, Zellstruktur und Grundpolymer einerseits und den zeitabhängigen mechanischen Eigenschaften des Partikelschaums andererseits analysiert werden. Im Mittelpunkt stehen dabei die viskoelastischen Eigenschaften und das Kriechverhalten des Partikelschaums sowie die globalen und lokalen Spannungs-Stauchungs-Verläufe bei wiederholter Be- und Entlastung. Die Analyse der Zellmorphologie bildet die Grundlage für die numerische Simulation der Partikelschäume, wobei zunächst einzelne Be- und Entlastungsschritte unter Berücksichtigung der Zellstruktur, des Zellgases und der Viskoelastizität simuliert werden. Hierdurch sollen insbesondere inelastische Effekte und Instabilitäten auf lokaler Ebene detektiert und deren Auswirkung auf das globale Verhalten identifiziert werden. Die Arbeiten schaffen damit wichtige Grundlagen für ein verbessertes Materialverständnis, das für eine ressourceneffizientere und verlässlichere Auslegung von langzeitbeanspruchten Partikelschaumstrukturen notwendig ist. 2026-04-09T23:08:53Z https://opara.zih.tu-dresden.de/xmlui/handle/123456789/5762 Computed tomography data of different resolution of expanded polypropylene foams of different density Preiß, Gina; Löffler, Markus; Koch, Ilja; Geske, Vinzenz; Danczak, Marek; Gude, Maik In this work, the morphology of three EPP bead foams with closed cells and different densities is studied using x-ray computed tomography. The specimens of 10 mm diameter and 10 mm length were cut from steam-chest-molded plates of 40 mm thickness. The plates are based on beads of different bulk densities (Neopolen (BASF) P92HD 105, 92HD 130, 92HD 180) and welded together in an Energy Foamer 5.0 of Kurtz Ersa using the crack-fill-method. The image acquisition is performed on two very different X-ray computed tomography systems. Scans of the whole specimens, further on referred to as "coarse", were performed using a v|tome|x L 450 system from GE located at the Institute of Lightweight Engineering and Polymer Technology at TU Dresden. Additional scans of certain regions of interest of the identical specimens with a high resolution X-ray computed tomography system Zeiss Versa 520 were carried out at the Dresden Center for Nanoanalysis (DCN). The results are further on referred to as "high resolution" scans. For analysing and statistical describing the micro- and meso-structure the cell walls are further on segmented from the different CT-volumes using WEKA-segmentation provided by the open-source package distribution FIJI. The provided data set enables the direct comparison of the results of different tomography setups at selected regions of interest and the deeper understanding of the multi-scale morphology of bead foams. 2022-01-01T00:00:00Z