Das LBF besitzt seine wesentlichen Kompetenzen in der Untersuchung von Materialien, Bauteilen und Systemen hinsichtlich Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit. Es steht daher am Ende der Wertschöpfungskette, jedoch ist es von zunehmender Wichtigkeit, Zuverlässigkeitsaspekte auch in früheren Entwicklungsphasen einfließen zu lassen. Materialauswahl, Formgebung und Fertigung bestimmen schon von Anfang an die Zuverlässigkeit des Endprodukts.
Das LBF verfügt über ein vielfältiges Angebot an Mess- und Prüftechnik sowie Simulationswerkzeugen. Zu den Kernkompetenzen zählen folgende:

• Betriebslastenerfassung
• Betriebslastensimulation
• Bewertung der Lebensdauer
• Sichere Systemauslegung

• Kleinlast – Prüfeinrichtungen + Messtechnik

• Prüfen unter Umweltbedingungen
- Temperatur
- Korrosive Medien
- Feuchte

• Ermittlung der Bauteil – Lebensdauer
- Vergleichende Studien der Eigenschaften von
  Nano– und Mikro–Gefüge

• Multiskalensimulation:
- Simulation auf Bauteil-
- und auf Materialebene

Betriebslastenerfassung

Hierzu zählen alle im Betrieb auf das Bauteil einwirkenden Belastungen. Diese können mechanischer (metallische und keramische Bauteile), elektrischer oder elektromechanischer (Multifunktionswerkstoffe, Piezokeramiken) Natur sein. Hinzu kommen auch Umwelteinflüsse wie Temperatur, korrosive Medien und Feuchte. Die Betriebslasten werden in realitätsnahen Feldversuchen mit der entsprechenden Messtechnik ermittelt. All diese Betriebslasten können auch für Produkte auf Nano–Basis von Wichtigkeit sein.

Betriebslastensimulation

Die gemessenen Betriebslasten werden statistisch aufbereitet, um so der Betriebslastensimulation als Eingangsdaten zu dienen. Die Betriebslasten werden im Laborversuch auf das zu entwickelnde Bauteil aufgebracht. Dazu stehen Prüfeinrichtung unterschiedlichster Art zur Verfügung, die nahezu alle in der Natur auftretenden Betriebs- und Umweltbedingungen simulieren können. Dort, wo eine experimentelle Simulation nicht möglich ist, stehen leistungsstarke Similationswerkzeuge und CAx–Technologien zur Verfügung, um die Betriebslasten numerisch abzubilden.

Neben den klassischen metallischen Systemen, welche vorrangig aus dem Automobil-, Schienen- und Flugzeugbereich kommen, werden zunehmend auch komplexe mechatronische und adapronische Systeme auf Basis multifunktionaler Materialien getestet und bewertet. Die Erweiterung auf nanoskalige Materialien ist eine logische Weiterführung dieser Entwicklung.

Bewertung der Lebensdauer

Zur Abschätzung der Systemlebensdauer sind bauteilgebundene Werkstoff – Kennwerte unerlässlich. Eine weitere Kompetenz des LBF besteht daher auch im Generieren der notwendigen zuverlässigkeitsrelevanten Materialdaten, die zumeist in Form von Lebensdauerlinien vorliegen. Diese ermöglichen bereits in frühen Phasen der Produktentstehung eine gezielte Materialauswahl im Hinblick auf spätere Zuverlässigkeitsanforderungen. Für nanoskalige Materialien gibt es bisher keine solchen Materialdaten, in deren Bereitstellung das LBF ein weiteres wichtiges Zukunftsfeld sieht.

Sichere Systemauslegung

Das LBF entwickelt seit vielen Jahren Methoden, um aus den Werkstoffdaten und den Betriebsbelastungen zu Auslegungskriterien für betriebssichere Bauteile und Systeme zu gelangen. Eine Erweiterung von der Betriebsfestigkeit metallischer Komponenten zur Zuverlässigkeit von Systemen auf Nano–Basis, welche für eine sichere Auslegung solcher Systeme unerlässlich ist, macht intensive Erforschung der relevanten Versagenskriterien, Streuungen im Hinblick auf Sicherheit und Schadensakkumulationshypothesen zur Bemessung gegen variable zeitlich veränderliche Betriebsbelastungen notwendig. Hierin besteht am LBF bereits rechhaltiges Vorwissen für andere Materialsysteme.