Der Sonderforschungsbereich 409 „Adaptive Strukturen im Flugzeugbau und Leichtbau" befaßt sich mit modernen Verbundmaterialien, die eine erhebliche Gewichtsreduktion bei gleichzeitiger Verbesserung der Steifigkeit einer Struktur erlauben. Seit einigen Jahren werden neue Materialien untersucht, deren Eigenschaften durch elektrische, magnetische oder thermische Ansteuerung gezielt zeitlich veränderbar sind. Hierzu gehören beispielsweise piezoelektrische, elektro- und magnetostriktive Materialien sowie Formgedächtnislegierungen. Integriert man die als adaptive Materialien bezeichneten Substanzen in eine mechanische Struktur, so kann diese mit Sensor- und Aktorfunktionen ausgestattet werden und sich bei geeigneter Steuerung oder Regelung den Umgebungsbedingungen zeitvariabel anpassen. Solche Strukturen werden als adaptiv bezeichnet. Ihre Anwendungen vor allem im Bereich Luft- und Raumfahrt dienen zur Erweiterung des Einsatzbereiches, Steigerung der Leistungsfähigkeit und Optimierung der Betriebsbedingungen mit dem Ziel der Einsparung von Primärenergie sowie der Verbesserung der Ökologie. Ziel des Sonderforschungsbereiches ist die Entwicklung adaptiver Strukturkonzepte für Anwendungen im Flugzeugbau und Leichtbau, längerfristig aber auch in anderen Bereichen. Besonders das hohe Innovationspotential und die große wirtschaftliche Bedeutung beeindruckten die Gutachter. Sprecher des SFB, an dem zwölf Institute aus fünf Fakultäten der Universität Stuttgart sowie Wissenschaftler der Universität Tübingen und der Industrie beteiligt sind, ist Prof. Dr.-Ing. habil. Bernd-Helmut Kröplin, Direktor des Instituts für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen der Universität Stuttgart.

Der Sonderforschungsbereich 514 „Aktive Exploration mittels Sensor/Aktor-Kopplung für adaptive Meß- und Prüftechnik" befaßt sich mit der optischen Meß- und Prüftechnik, wie sie für industrielle Fertigungsprozesse benötigt wird. Das Ziel besteht darin, neue Wege aufzuzeigen, um die Anpassungsfähigkeit dieser Technik sowohl an die gestellten Meß- und Prüfaufgaben als auch an die Systemkonfiguration durch die Kombination verschiedener Sensoren zu ermöglichen. Die gegenwärtigen Ansätze zur Lösung des Meß- und Prüfproblems sind dadurch charakterisiert, daß für den Einzelfall hochspezialisierte Meß- und Prüfeinrichtungen mit festen Prüfpogrammen ohne Möglichkeit der Anpassung an situationsorientierte Aufgabenstellungen entwickelt werden. Dies führt jedoch bei geringen Stückzahlen zu teuren, meist unwirtschaftlichen Einzellösungen. Abhilfe schaffen können nur neue Ansätze, welche eine Integration vieler Teillösungen in eine globale Lösung anstreben. Hierbei adaptieren sich einzelne Teillösungen in selbstorganisierter Weise (Multiagentensystem) an die jeweiligen Meß- und Prüfaufgaben und können dadurch die Ergebniserfassung optimieren. Diese Vorgehensweise wird als aktive Exploration bezeichnet. Die Gutachter überzeugte unter anderem auch die bereits bestehende intensive Zusammenarbeit zwischen Maschinenbau, Optik und Informatik an der Universität Stuttgart. An dem SFB sind sieben Institute beteiligt, Sprecher ist Prof. Dr. rer. nat. habil. Paul Levi vom Institut für Parallele und Verteilte Höchstleistungsrechner.

Im Sonderforschungsbereich 543 „Ultraschallbeeinflußtes Umformen metallischer Werkstoffe" soll geklärt werden, was, warum und in welchem Maße bei der ultraschallbeeinflußten Umformung metallischer Werkstoffe zu welchem Effekt führt. Obwohl bereits Erkenntnisse über die Beeinflussung bestimmter Umformvorgänge durch Ultraschalleinwirkung vorliegen, steht bislang noch der Nachweis aus, aufgrund welcher Mechanismen sich Effekte wie die Reduzierung der Umform- und Reibungskräfte sowie die Beeinflussung der Werkstückeigenschaften ergeben. Ziel des SFB ist es, die hierzu erforderliche interdisziplinäre Grundlagenforschung zu leisten. Dazu soll ein Werkstoffmodell zur Beschreibung des Werkstoffverhaltens bei Umformung unter Ultraschallbeeinflussung erstellt werden. Ferner soll ein Reibungsmodell abgeleitet werden, das die Reibung in der Wirkfuge zwischen Umformgut und Umformwerkzeug bei schwingungsbeeinflußter Umformung metallischer Werkstoffe beschreibt. Diese Grundlagenuntersuchungen werden durch die Entwicklung eines speziellangepaßten Finite-Element-Prozeßsimulationsprogramms begleitet, in das die genannten Modelle implementiert werden können. Es sind acht Institute der Universität Stuttgart beteiligt, Sprecher ist Prof. Dr.-Ing. Klaus Siegert, Direktor des Instituts für Umformtechnik.      /eng