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Information für die Wissenschaft Nr. 21 | 10. Mai 2016
Schwerpunktprogramm „Zyklische Schädigungsprozesse in Hochleistungsbetonen im Experimental-Virtual-Lab“ (SPP 2020)

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.

Thematische Abgrenzung des Schwerpunktprogramms:

Im Fokus des Schwerpunktprogramms steht die Untersuchung und Modellierung der Materialdegradation im Betongefüge, nicht die Ermittlung von Bruchlastwechselzahlen oder die Ableitung von Wöhlerkurven zur Beschreibung des Ermüdungsversagens. Modellierungen im nanoskaligen Bereich im Sinne der Molekulardynamik, Modellierung von Einwirkungen auf Bauwerke im Sinne von Eingangsgrößen für die Bemessung und die Entwicklung von Bemessungskonzepten für den Stahlbeton- und Spannbetonbau sind genauso wenig Bestandteil des Schwerpunktprogramms wie Fragestellungen, die sich ausschließlich für spezielle Bauteile ergeben und nicht verallgemeinerbar sind. Das Themenspektrum dieses Schwerpunktprogramms ist eingegrenzt auf:

  • Hochleistungsbetone
  • Den Degradationsprozess charakterisierende Indikatoren und Visualisierungen von Gefügeveränderungen
  • Den Bereich des Low-Cycle-Fatigue und High-Cycle-Fatigue
  • Hauptbelastungsarten: Druck, Zug (Querzug), Biegung
  • Einflüsse aus Betonzusammensetzung, Belastungsart und -geschwindigkeit, Umgebungsbedingungen
  • Komplexe Beanspruchungsszenarien, zum Beispiel im Sinne der Schadensakkumulation (2. Förderperiode)

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.

Reichen Sie Ihren Antrag bitte spätestens zum 22. September 2016 über das elan-Portal ein – dieses steht Ihnen für die Erfassung der antragsbezogenen Daten und zur sicheren Übermittlung von Dokumenten zur Verfügung. Wählen Sie in der angebotenen Liste der Ausschreibungen unter der Rubrik Schwerpunktprogramme „SPP 2020“ aus. Berücksichtigen Sie beim Aufbau Ihres Antrags das DFG-Merkblatt 54.01 zu Sachbeihilfen mit Leitfaden für die Antragstellung und die Hinweise im Merkblatt Schwerpunktprogramm 50.05, Teil B – Allgemeine Informationen zur Antragstellung (insbesondere zur Antragsberechtigung und zu den beantragbaren Mitteln).

Handelt es sich bei dem Antrag innerhalb dieses Schwerpunktprogramms um Ihren ersten Antrag bei der DFG, berücksichtigen Sie bitte, sich rechtzeitig im elan-Portal zu registrieren. Die Bestätigung erfolgt in der Regel bis zum darauffolgenden Arbeitstag. Ohne vorherige Registrierung ist eine Antragstellung nicht möglich.

Senden Sie bitte ein weiteres Exemplar des Antrags in elektronischer Form an den Koordinator des Programms, Prof. Ludger Lohaus (lohaus@baustoff.uni-hannover.de).

Weiterführende Informationen

Der Zugang zum elan-Portal der DFG erfolgt über:

Die zu verwendenden DFG-Formulare und Merkblätter finden Sie unter:

Fragen zu den wissenschaftlichen Zielen des Schwerpunktprogramms richten Sie bitte an den Koordinator:

Auskünfte zur Antragstellung bei der DFG erteilen:

Fachlich:

Formal:

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