Quantifizieren von Bruchflächen mit Methoden der algorithmischen Geometrie

• Antragsteller: Professor Dr. Ulrich Wendt
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5191272

Bruchflächentopographien enthalten Informationen über den Einfluß von Struktur und Gefüge der Werkstoffe auf die Mikromechanismen der zur Rißeinleitung und -ausbreitung führenden Schädigung sowie die dabei wirkenden mechanischen, thermischen und chemischen Beanspruchungsbedingungen. Diese Informationen sollen über das Quantifizieren der Bruchflächentopographien erschlossen werden. Mit Methoden der algorithmischen Geometrie wird erstmals eine Extraktion wesentlicher Topographiemerkmale durchgeführt und die Topographie mit geometrischen Objekten und Nachbarschaftsparametern quantifiziert. Dazu werden approximierte Nachbarschaftsbeziehungen entwickelt, die deutlich schneller als die konventionellen sind. Die Rißpfade werden als kürzeste Wege zwischen Orten mit unterschiedlichen Rißausbreitungswiderständen aufgefaßt und als eine Unterteilung des dreidimensionalen Raumes in Regionen mit unterschiedlichem Gewicht behandelt. Ausgangspunkt sind Abbildungen, die mit der konfokalen Laserrastermikroskopie erhalten werden. Die Topometriewerte werden in Beziehung zu Gefügeparametern und bruchmechanischen Eigenschaften der Werkstoffe gesetzt. Ein weiteres Ziel ist die auf wesentliche Details reduzierte Visualisierung der Bruchflächen. Die Ergebnisse sind für die Entwicklung neuer Werkstoffe mit hoher Schadenstoleranz und für Risiko- und Zuverlässigkeitsanalysen von Bedeutung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen