TU BRAUNSCHWEIG

Unendliche Lebensdauer für zyklisch beanspruchte Hochleistungswerkstoffe (SPP1466)


 

gefördert durch

 

(SPP) 1466

 

Zahlreiche Werkstoffe scheinen in den Wöhlerkurven eine „Dauerfestigkeit“ aufzuweisen. Dies ist ein Lasthorizont, bei dem theoretisch unendliche viele Lastwechsel auf das Material einwirken können, ohne dass das Material versagt. Diese Grenze ist als Ingenieurskonstante sehr wichtig und wird häufig zur Auslegung von Strukturen genutzt. Wie sich jedoch zeigte, verhalten sich hochfeste Metalle jenseits eines Lastwechselhorizonts von 10-100 Mio. Lastwechseln anders als unterhalb dieses Horizonts. Es wird häufig ein weiterer Einbruch in der dynamischen Belastbarkeit beobachtet und ein verändertes Versagensverhalten. Dies könnte zu dem Problem führen, dass Bauteile korrekt nach einer „Dauerfestigkeit“ ausgelegt werden und trotzdem nach einem endlichen Zeitraum versagen.

Das Schwerpunktprogramm (SPP) 1466 der Deutschen Forschungsgesellschaft (DFG) setzt an diesem Punkt an. Ziel ist die Aufklärung der bei sehr hohen Lastspielzahlen ablaufenden Schädigungsprozesse, deren mechanismenbasierte Modellierung und die Entwicklung zuverlässiger und treffsicherer Lebensdauervorhersagekonzepte für Bauteile mit quasi unendlicher Lebensdauer. Dabei werden nicht nur die klassischen Konstruktionswerkstoffe adressiert, sondern auch Hochleistungsfaserverbunde. Denn das Ermüdungsverhalten jenseits von 100 Mio. Lastwechseln bei Faserverbundwerkstoffen ist bisher kaum erforscht.

Das Institut für Adaptronik und Funktionsintegration beschäftigt sich innerhalb des SPP mit dem Ermüdungsverhalten von faserverstärkten Kunststoffen jenseits von 100 Mio. Lastwechseln im so genannten „very high cycle fatigue“ (VHCF). Hierfür wird ein spezieller Hochfrequenzprüfstand entwickelt, mithilfe dessen das Ermüdungsverhalten im Allgemeinen und die Schädigungsmechanismen im Speziellen untersucht werden können. Durch die hohe Prüffrequenz von ca. 600Hz ist eine Prüfung bis in den VHCF-Bereich in relativ kurzer Zeit möglich. Die dabei gewonnen Erkenntnisse ermöglichen die Auslegung von leichten aber zugleich belastbaren Bauteilen für lange Einsatzdauern.

 

Poster

 

Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Paul Lorsch


  aktualisiert am 20.08.2014
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