Dr. Trauth hat Maschinenbau und Sports Engineering an der TU Chemnitz sowie Maschinenbau am Karlsruher Institut für Technologie und der École Nationale Supérieure d’Arts et Métiers (ENSAM) in Paris studiert. Während ihrer Promotion im internationalen Graduiertenkolleg der DFG am Karlsruher Institut für Technologie sammelte sie durch Auslandsaufenthalte in Kanada internationale Erfahrungen. Zuletzt war sie als wissenschaftliche Mitarbeitende und akademische Rätin am Lehrstuhl für Hybride Werkstoffe der Universität Augsburg tätig. Wir haben Professorin Trauth einige Fragen zu ihren Plänen und Forschungsschwerpunkten an der TU Darmstadt gestellt.

Warum sollten Studierende sich für Ihre Themen interessieren? / Was ist das Spannendean Ihren Themen?

Werkstoffe begegnen uns immer und überall. Die Werkstoffmechanik als Schnittstelle zwischen den Werkstoffwissenschaften und der Mechanik, hat das Ziel das Werkstoffverhalten bei unterschiedlichen Belastungen zu verstehen und dieses Wissen in Modellen abzubilden. Dazu bedienen wir uns experimentellen Methoden, mit denen wir Schädigung sehen und hören können, noch lange bevor Versagen eintritt. Diese Informationen überführen wir in Modelle, die uns die virtuelle Auslegung neuer Bauteile ermöglichen, um für einen bestimmten Anwendungsfall die optimale Geometrie kombiniert mit angepassten Fertigungsverfahren auszuwählen. Einerseits erlaubt uns die Vielfalt der Materialien, die uns heute im technischen Bereich zur Verfügung stehen, immer besser auf spezielle Anwendungsfälle zu reagieren.

Über Weiterentwicklungen und Materialdesign wird die Auswahl zunehmend größer und vor allem hybride Werkstoffe, d.h. Verbundwerkstoffe oder Werkstoffverbunde, die die positiven Eigenschaften verschiedener Werkstoffklassen vereinen, bieten vielfältige Möglichkeiten. Andererseits ist das Schädigungs- und Ermüdungsverhalten meistens sehr komplex, sodass wir neue Modelle entwickeln müssen, um für Ingenieure eine verlässliche Basis im Designprozess zu schaffen. Da wir aus Zeit- und Kostengründen nicht alle Materialkombinationen, Bauteilgeometrien und Belastungsfälle im Labor nachstellen können, werden virtuelle und datenbasierte Methoden immer wichtiger und die künstliche Intelligenz hilft uns dabei das Werkstoffverhalten modellbasiert vorherzusagen. Dieser Ansatz bildet die Grundlage für eine nachhaltige Ressourcennutzung und liefert einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft.

An der TU Darmstadt wird Interdisziplinarität groß geschrieben. Wo gibt es in Ihrem Arbeitsfeld Schnittstellen zu anderen Fachgebieten?

Aktuelle wissenschaftliche Fragestellungen sind meist so komplex, dass sie nur interdisziplinär gelöst werden können. Aus diesem Grund freue ich mich sehr, an einer Institution tätig zu sein, die der Interdisziplinarität eine große Bedeutung zumisst. In der Werkstoffmechanik ergibt sich eine naheliegende Schnittstelle zur Mechanik, insbesondere der Numerischen Mechanik und der Kontinuumsmechanik, um experimentell gewonnene Erkenntnisse in Modelle zu überführen und diese in den Entwicklungsprozess zu integrieren. Oftmals wird vor allem im Bereich der Lebensdauerbewertung auf probabilistische Methoden zurückgegriffen, sodass auch die Zusammenarbeit mit der Mathematik eine zentrale Rolle spielt. Auf der anderen Seite sind insbesondere die Werkstoffkunde und Materialwissenschaften sowie die Prozess- und Fertigungstechnik zu nennen, um den Zusammenhang zwischen Prozess, Struktur und den daraus resultierenden Eigenschaften eines Werkstoffs zu verstehen, insbesondere dann, wenn neue oder komplexe Werkstoffe und -systeme zum Einsatz kommen oder entwickelt werden.

Die experimentellen Ansätze basieren in der Regel auf unterschiedlichen, meist kombinierten, Messsystemen. Um diese zielführend in einen Versuchsaufbau integrieren zu können, hilft uns die Physik, Mess- und Sensortechnik. Für die Implementierung geeigneter Softwarelösungen zur Versuchssteuerung, Verarbeitung und Auswertung der Messdaten sowie Automatisierung von Prüfaufgaben arbeiten wir verstärkt mit der Informatik zusammen. Insbesondere diese Schnittstelle wird in den kommenden Jahren zunehmend an Bedeutung gewinnen, wenn es darum geht datenbasierte Modelle aufzustellen und mit Methoden der künstlichen Intelligenz Entwicklungsprozesse in die virtuelle Welt zu verlegen.

Der beste Ausgleich zu einem stressigen Arbeitstag ist …

… Zeit mit meiner Familie zu verbringen, am liebsten in der Natur. Auch Sport hilft mir dabei, nach stressigen Tagen abzuschalten.