Rheologie

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 6.0 vom 15.06.2022

11M0650

Rheology

Angewandte Werkstoffwissenschaften (M.Sc.)

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Bei der Herstellung, Verarbeitung und Veredelung von Werkstoffen spielt das Fließverhalten eine entscheidende Rolle. Mit Hilfe der Rheologie, als der Lehre vom Fließverhalten der Stoffe, ist es möglich, diese Prozesse gezielt zu beeinflussen und somit optimieren zu können. Zentrale Aufgabe der Rheologie ist das Messen, Beschreiben und Erklären des Stoffverhaltens unter dem Einfluss äüßerer Kräfte und Verformungen.

1. Einführung
2. Rheogische Begriffe und Definitionen
3. Rheologische Modelle
4. Bedeutung der Viskosität als zentrale Größe
4.1 Abhängigkeit von Druck, Temperatur und Schergeschwindigkeit
4.2 Zeitabhängigkeit (Thixotropie und Rheopexie)
5. Rheometrie
5.1 Rotationsrheometer (koaxiale Zylinder, Platte-Platte, Kegel-Platte)
5.2 Kapillarrheometer
5.3 Schwingungsrheometrie
6. Normalspannungsverhalten viskoelastischer Flüssigkeiten
6.1 Ursache für Normalspannungen bei Fließvorgängen
6.2 Normalspannungseffekte bei der Verarbeitung von Flüssigkeiten
6.3 Bestimmung von Normalspannungen
7. Dehnviskosität
7.1 Theoretische Betrachtungen zum Dehnverhalten von Flüssigkeiten
7.2 Bestimmung der Dehnviskosität
7.3 Bedeutung für praktische Anwendungen
8. Fließverhalten von Polymeren

Wissensverbreiterung
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, kennen die wichtigsten rheologischen Größen und Stoffgesetze. Sie sind in der Lage, die wichtigsten rheometrischen Methoden zur Bestimmung rheologischer Größen anzuwenden und die Messergebnisse auszuwerten sowie zu interpretieren. Außerdem können sie die wichtigsten Zusammenhänge zwischen Flüssigkeitsstruktur und Fließverhalten beschreiben.
Wissensvertiefung
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, verfügen über detailliertes Wissen und Verständnis in Bezug auf das Fließ- und Deformationsverhalten der Stoffe, das den aktuellsten Erkenntnis-/Forschungsstand widerspiegelt.

Sie verfügen über Wissen und Verständnis in Bezug auf die Art und Weise, wie sich das Gebiet der Rheologie entwickelt hat und beherrschen eine Reihe etablierter Forschungs- und Untersuchungsmethoden.

Sie sind außerdem in der Lage, rheologische Zusammenhänge auf praktische Anwendungen zu übertragen.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, verfügen über vertieftes Wissen und Fertigkeiten hinsichtlich rheologischer Zusammenhänge, numerischer Verfahren und Methoden, die sie einsetzen, um Daten zu verarbeiten, gut strukturiert darzustellen , um somit Informationen zu gewinnen und zu bearbeiten.

... setzen verschiedene rechnergestützte Verfahren ein, um Messergebnisse auszuwerten und zu kommunizieren.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, können komplexe fachspezifische Probleme und Themen identifizieren, definieren, konzeptualisieren und kritisch analysieren.

Sie sind in der Lage, selbstständig Erkenntnisse zu gewinnen sowie Interpretationen und Lösungen zu rheologischen Fragestellungen zu bearbeiten.

Sie kommunizieren mit Kollegen und Spezialisten auf professionellem Niveau. Dabei hinterfragen sie fachbezogenes Wissen, Fähigkeiten und Fertigkeiten kritisch.
Können - systemische Kompetenz

Vorlesung, Übung, Selbststudium, Laborpraktikum, eLearning, Gruppenarbeit

Fundierte Kenntnisse in höherer Mathematik, insbesondere Dgln., Vektoranalysis.

Susoff, Markus Lothar

Susoff, Markus Lothar

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Literatur[1] Th. Schröder: "Rheologie der Kunststoffe"; Hanser Verlag 2018.[2] Th. G. Mezger: "Das Rheologie-Handbuch"; Farbe und Lacke Bibliothek; 2016.[3] M. Pahl, W. Gleißle und H.-M. Laun: „ Praktische Rheologie der Kunststoffe und Elastomere.“ VDI – Verlag, Düsseldorf 1995[4] R.I. Tanner: "Engineering Rheology". Oxford University Press, Oxford 1988[5] J.M. Dealy, R.G. Larson: "Structure and Rheology of Molten Polymers", Carl Hanser Verlag, München 2007

Klausur 2-stündig

Experimentelle Arbeit und Referat

1 Semester

Nur Wintersemester

Deutsch