Analyse von geschlossenzelligen Schäumen

Sandwichwerkstoffe eignen sich sehr gut für Hochleistungs-Leichtbauanwendungen und werden in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Fahrzeugbau, Sportgeräteindustrie und Windkraftanlagenbau eingesetzt. Polymerhartschäume dienen als Kernmaterial. Verlässliche Aussagen zur Geometrie der Schaumstruktur sind für die Auslegung von Sandwich-Leichtbauteilen von großer Bedeutung.

Die Schaumproben können anhand mikro-tomografischer Bilddaten geometrisch charakterisiert werden. Nach bildanalytischer Rekonstruktion der Zellstruktur können z.B. Zellgrößen, Formfaktoren und topologische Charakteristika wie die Anzahl der Nachbarzellen bestimmt werden.

Um den Einfluss der Mesostruktur auf die Materialeigenschaften des Schaums studieren zu können, wird ein stochastisches Modell an die beobachtete Probe angepasst. Realisierungen dieses Modells dienen anschließend als repräsentative Volumenelemente für die numerische Simulation makroskopischer Eigenschaften.