SPP 1036:  Mechanismenorientierte Lebensdauervorhersage für zyklisch beanspruchte metallische Werkstoffe

• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung von 1997 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5468083

Um die dringend notwendigen Fortschritte im Bereich der Lebensdauervorhersage von zyklisch belasteten metallischen Bauteilen zu erreichen, werden in diesem Schwerpunktprogramm Berechnungsmodelle auf der Grundlage der wirksamen Ermüdungsmechanismen entwickelt. Diese Modelle, die zunächst an Proben mit makroskopisch homogenem Werkstoffzustand und homogener Beanspruchung verifiziert werden, sind dann auf bauteiltypische inhomogene Werkstoff- und Beanspruchungszustände zu übertragen. In allen dazu durchgeführten Untersuchungen und Entwicklungen wird der Zusammenhang zwischen den mikrostrukturell ablaufenden Ermüdungsmechanismen und der korrespondierenden Lebensdauer bis zum technischen Anriss dargestellt. Bisher dienten mikrostrukturell orientierte Arbeiten vorrangig der Identifikation und der Beschreibung der einzelnen Ermüdungsprozesse, während werkstoffmechanische Ansätze vorrangig Lebensdauerabschätzungen zum Ziel hatten. Es ist das erklärte Ziel dieses Schwerpunktprogramms, diese bis heute weitgehend separat betriebenen Arbeitsrichtungen zusammenzuführen, um dadurch Verbesserungen der Lebensdauervorhersagemethoden zu erreichen. Vor diesem Hintergrund werden Vorhaben gefördert, die mikrostrukturelle Ermüdungsprozesse direkt mit Lebensdauervorhersagen verbinden. Hierbei variieren die einzelnen mikromechanischen Ansätze von der Simulation der Kristallplastizität bis zur stochastischen Beschreibung der Mikrorissausbreitung. Die Untersuchungen werden an metallischen Werkstoffen und Bauteilen mit technisch wichtigen Gefügezuständen durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme

Projekte

• Anrißlebensdauervorhersage unter Berücksichtigung von Kerben am Beispiel des Werkstoffs Cm 15 (Antragsteller Bomas, Hubert )
• Anrißlebensdauervorhersage unter Berücksichtigung von Kerben am Beispiel des Werkstoffs Cm 15 (Antragsteller Schöne, Dieter )
• Einfluss der Mikrostruktur auf die Ermüdungskurzrissausbreitung von Duplexstählen - Modellierung und experimentelle Verifikation (Antragsteller Christ, Hans Jürgen )
• Einfluss der Mikrostruktur auf die Ermüdungskurzrissausbreitung von Duplexstählen - Modellierung und experimentelle Verifikation (Antragsteller Fritzen, Claus-Peter )
• Einfluß dehnungsinduzierter Martensitbildung auf die Lebensdauer austenitischer Stähle (Antragsteller Besdo, Dieter )
• Einfluß der plastischen Anisotropie auf die Rißinitiierung bei einem martensitischen Stahl unter Ermüdungsbelastung (Antragstellerin Brückner-Foit, Angelika )
• Einfluß der plastischen Anisotropie auf die Rißinitiierung bei einem martensitischen Stahl unter Ermüdungsbelastung (Antragsteller Diegele, Eberhard )
• Einfluß lokaler Verformungsprozesse auf die Bildung und Ausbreitung kurzer Ermüdungsrisse in metallischen Werkstoffen (Antragsteller Crostack, Horst-Artur )
• Einfluß mikrostrukturell bedingter Eigenspannungen auf die Rißbildung und das Kleinrißwachstum von Nickelbasislegierungen (Antragsteller Döker, Hubert )
• Einfluß mikrostrukturell bedingter Eigenspannungen auf die Rißbildung und das Kleinrißwachstum von Nickelbasislegierungen (Antragsteller Eigenmann, Bernd )
• Entwicklung eines stochastischen Schädigungsmodells für einen martensitischen Stahl unter Ermüdungsbelastung (Antragstellerin Brückner-Foit, Angelika )
• Ermüdungsmechanismen und Lebensdauervorhersage der Magnesium-Legierung AZ 91 (Antragsteller Mughrabi, Hael )
• Experimentelle Erfassung und modellmäßige Beschreibung der Rißbildung und des Kurzrißwachstums zur Vorhersage der Ermüdungslebensdauer einer Beta-Titanlegierung (Antragsteller Christ, Hans Jürgen )
• Experimentelle Untersuchung und kristallplastische Simulation des Verhaltens kurzer Ermüdungsrisse in ausgehärteten Aluminiumknetlegierungen mit dem Ziel der Lebensdauervorhersage (Antragsteller Roos, Eberhard )
• Experimentelle Untersuchung und kristallplastische Simulation des Verhaltens kurzer Ermüdungsrisse in ausgehärteten Aluminiumknetlegierungen mit dem Ziel der Lebensdauervorhersage (Antragsteller Bomas, Hubert )
• Grundlegende Untersuchungen zur Lebensdauervorhersage an schwingend belasteten plasmaoberflächentechnisch optimierten Werkstoffen unter besonderer Berücksichtigung der Mikrostruktur (Antragsteller Rie, Kyong-Tschong )
• Lebensdauer bei mehrachsiger Wechselbeanspruchung und ihre Vorhersage auf der Basis von Mikrorißmodellen (Antragsteller Aktaa, Jarir )
• Lebensdauervorhersage an vergüteten Stählen bei ein- und mehrstufiger Schwingbeanspruchung auf der Basis von Dehnungs-, Temperatur- und Widerstandsmessungen (Antragsteller Eifler, Dietmar )
• Lebensdauervorhersage durch Simulation der Rißbildung, des Mikrorißwachstums und des Zusammenwachsens von Rissen unter Berücksichtigung mikrostruktureller Vorgänge (Antragsteller Olfe, Jürgen )
• Lebensdauervorhersage für mehrachsig nichtproportional schwingbeanspruchte Werkstoffe mit Hilfe des Kurzrißfortschrittskonzepts (Antragsteller Seeger, Timm )
• Lebensdauervorhersage für mehrachsig nichtproportional schwingbeanspruchte Werkstoffe mit Hilfe des Kurzrißfortschrittskonzepts (Antragsteller Vormwald, Michael )
• Mechanismenorientierte Lebensdauervorhersage randschichtnitrierter Titanlegierungen unter Berücksichtigung der bruchmechanischen Modellbildung des Kurzrißverhaltens (Antragsteller Draugelates, Ulrich )
• Mikromechanische Modelle für das kristallographische Wachstum kurzer Risse (Antragsteller Sester, Matthias )
• Mikromechanische Modelle für das kristallographische Wachstum kurzer Risse (Antragsteller Katzer, Dieter )
• Mikromechanische Modelle für das kristallographische Wachstum kurzer Risse (Antragsteller Vehoff, Horst )
• Mikrostrukturelle Ermüdungsprozesse und Lebensdauer dauerschwingbeanspruchter ultrafeinkörniger metallischer Werkstoffe (Antragsteller Mughrabi, Hael )
• Verbesserung der Lebensdauervorhersage bei mehrachsiger Schwingbeanspruchung durch Berücksichtigung der Mikrorißentstehung und Mikrorißausbreitung (Antragstellerin Schram, Antonia )
• Verbesserung der Lebensdauervorhersage bei mehrachsiger Schwingbeanspruchung durch Berücksichtigung der Mikrorißentstehung und Mikrorißausbreitung (Antragsteller Zenner, Harald )
• Vorhersage der Lebensdauer und Dauerfestigkeit von Bauteilen aus hochfesten, durchhärtenden Stählen (Antragsteller Bomas, Hubert )
• Vorhersage der Lebensdauer und Dauerfestigkeit von Bauteilen aus hochfesten, durchhärtenden Stählen (Antragsteller Kienzler, Reinhold )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Peter Mayr