Experimentelle und modellmäßige Identifikation von Mechanismen der Rissinitiierung und Mikrorissausbreitung in oberflächenverfestigten Strukturwerkstoffen während der Ermüdung bei hohen Lastspielzahlen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Ulrich Krupp
• Subject Area: Materials in Sintering Processes and Generative Manufacturing Processes
• Term: from 2005 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5445361

Die Lebensdauer technischer Werkstoffe in Beanspruchungsbereichen nahe der Dauerfestigkeit wird im Wesentlichen durch die Rissinitiierung und die Mikrorissausbreitung bestimmt. Die zugrunde liegenden Schädigungsmechanismen sind allerdings insbesondere bei sehr hohen Zyklenzahlen (N 106) nur unzureichend verstanden, was eine mechanismenorientierte Vorhersage der Ermüdungsrissausbreitung unter solchen Bedingungen ausschließt. Anknüpfend an Vorarbeiten der beteiligten Arbeitsgruppen soll im beantragten Vorhaben erstmals die Prozesskette Wärmebehandlung, Oberflächenmodifikation, Hochfrequenzermüdung, Schädigungsentwicklung und Versagen exemplarisch an zwei modernen zweiphasigen Werkstoffen in ihrer Gesamtheit analysiert und optimiert werden. Zu diesem Zweck werden moderne experimentelle Methoden der mechanischen Werkstoffprüfung, wie u.a. der Einsatz einer servohydraulischen 1000Hz-Prüfmaschine, der Mikrostrukturanalyse, der automatischen Rückstreuelektronenbeugung im Rasterelektronenmikroskop und der Laserschockbehandlung zur Oberflächenmodifikation, mit einem neuen physikalisch orientierten Modell auf Basis der Randelemente- und Finite-ElementeMethode verknüpft. Durch ein präzise aufeinander abgestimmtes Arbeitsprogramm wird somit eine quantitative Beschreibung des Schädigungsablaufs im Bereich hoher und sehr hoher Lastspielzahlen ermöglicht.

• DFG Programme: Research Grants