Project Details
Projekt
Untersuchung zur Dauerfestigkeitsgrenze in FVK durch zerstörungsfreie Bestimmung mikrostruktureller Versagensprozesse mittels Röntgenrefraktionstopographie unter schwingender Beanspruchung
Applicant
Professor Dr.-Ing. Volker Trappe
Subject Area
Metallurgical, Thermal and Thermomechanical Treatment of Materials
Term
from 2010 to 2016
Project identifier
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 173181105
Ziel der beantragten Forschungsarbeit ist es, an praxisrelevanten Mehrschichtlaminaten durch Kombination von mechanischer und zerstörungsfreier Prüftechnik, die Schädigungsprozesse in FVK insbesondere bis zu hohen Lastspielzahlen verstehen und ihre Zunahme bis zum Globalversagen beobachten und beschreiben zu können. Mit Hilfe der an der BAM entwickelten Röntgenrefraktionstopographie lassen sich zerstörungsfrei innere Oberflächen insbesondere in FVK messen. Somit gelingt es quantitativ und ortsaufgelöst Mikrorisse im m-Maßstab (Faser-Matrix-Ablösungen, Matrix-Matrix-Brüche) auch im komplexen Laminat zu bestimmen, ohne auf eine merkliche Änderung der mechanischen Eigenschaften angewiesen zu sein. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Mikrorissbildung an Geweben und Gelegen parallel zur Schwingbeanspruchung zu ermitteln, um Materialkonstanten und Modelle zu bestimmen, mit Hilfe derer die Zwischenfaserbruchanstrengungen angeben werden kann, bei der die Grenze zum „unendlichen“ Leben liegt, also der Werkstoff als „dauerfest“ bezeichnet werden kann. Hierzu sollen im Antragszeitraum von 3 Jahren zunächst eine kleine hydraulische Prüfmaschine mit Prüffrequenzen von min. 100Hz in einen Röntgenrefraktionsscanner integriert werden, um bei gleichzeitiger mechanischer Beanspruchung den Beginn der Mikrorissbildung an ausgewählten GFK und CFK Gelege- und Gewebelaminaten zerstörungsfrei effizient bestimmen zu können. Die Durchführung des Vorhabens ist mit dem Antrag des Instituts für Kunststoffverarbeitung (IKV), TH Aachen abgestimmt, in dem der Untersuchungsschwerpunkt auf der Betrachtung mehrachsiger Beanspruchungen liegt. Im zweiten Antragszeitraum (4.-6. Jahr) sollen gezielte Variationen von Halbzeugen, also die bruchmechanischen Eigenschaften der Matrix im Zusammenspiel mit verschiedenen Faseroberflächenbehandlungen untersucht und das Werkstoffmodell auf seine allgemeine Gültigkeit überprüft werden
DFG Programme
Priority Programmes
