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Projekt
Servohydraulisches Ermüdungsprüfsystem
Fachliche Zuordnung
Werkstofftechnik
Förderung
Förderung in 2026
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584261242
Das Ermüdungsverhalten metallischer Werkstoffe ist Gegenstand zahlreicher Arbeiten am antragstellenden Lehrstuhl. Diese umfassen u. a.: (i) Durch Integration poröser Materialien und/oder Gradierung der Legierungszusammensetzung über additive Herstellprozesse realisierte multifunktionale Strukturen (SFB/TRR 375 „HyPo): Diese implizieren neben komplexen Schädigungsprozessen, z. B. infolge Poren, Grenzfläche und Gefügegradienten, ermüdungsinduzierte Änderungen funktionaler, z.B. elektromagnetischer Eigenschaften, die für eine bauteilintegrierte Sensorik verwendet werden können. (ii) Metastabile Austenite: Diese zeigen auch bei geringen Lastamplituden ausgeprägte zyklische Ver- bzw. Entfestigung, die bei der Lebensdauermodellierung berücksichtigt werden muss. Da für Very-High-Cycle-Fatigue- (VHCF-) Versuche angewandten Ultraschall-Ermüdungsprüfsysteme keine Messung von Spannung-Dehnung-Hysteresen erlauben, wird das Wechselverformungsverhalten in Versuchsunterbrechungen mit servohydraulischer Prüftechnik bestimmt. (iii) Analyse der Schädigungsmechanismen von Vergütungsstählen bei sehr hohen Zykluszahlen (FOR 5701): Laststeigerungsversuche mit servohydraulischer Prüftechnik an Kleinproben dienen hierbei der Identifikation mittels Ultraschallprüftechnik näher betrachteter Lasthorizonte. (iv) Funktionale Ermüdungsvorgänge von Elektroblechen: Hier wird analysiert, inwieweit zyklische mechanische Beanspruchungen das elektromagnetische Verhalten kornorientierter und nicht kornorientierter Fe-Si-Elektrobleche beeinflussen. (v) Recyclingbedingte Anreicherung unerwünschter Legierungselemente, z. B. Kupfer in Stählen: Hierdurch werden nicht nur die Ermüdungsfestigkeit, z.B. von Vergütungsstählen, sondern auch die weichmagnetischen Eigenschaften von Elektroblechen negativ beeinflusst. Im DFG SPP 2489 wird dies durch datengetriebene Methoden zur Identifikation geeigneter Werkstoffmodifikationen adressiert. Experimente mittels Hochdurchsatzmethoden an Kleinproben, z. B. Laststeigerungsversuche, dienen der zeit- und materialeffizienten Analyse des Ermüdungsverhaltens einer großen Zahl an Materialvarianten. In diesen laufenden und geplanten Forschungsvorhaben sind Ermüdungsversuche an Kleinproben im Prüflastbereich bis 8 kN von erheblicher Bedeutung. Die zu erneuernde servohydraulische Prüfmaschine ist hierfür hinsichtlich ihres Lastrahmens und der hydraulischen Komponenten bestens geeignet. Der Ersatz der veralteten Mess- und Regelelektronik erlaubt höhere Regelgenauigkeiten, eine direkte Anbindung an das lehrstuhleigene, nach den FAIR-Prinzipien gestaltete Datenmanagement und die Kopplung mit umfangreicher Sensorik für elektrische und magnetische Eigenschaften. Die beantragten Ausrichteinheiten erlauben ein verbessertes Alignment des Lastrangs. Das beantragte berührungslos arbeitende Laserextensometer eine umfangreichere Instrumentierung der Proben mit anderen Messsystemen und die abschnittsweise Messung lokaler Dehnungsverläufe an gradierten Materialien.
DFG-Verfahren
Forschungsgroßgeräte
Großgeräte
Servohydraulisches Ermüdungsprüfsystem (Erneuerung)
Gerätegruppe
2910 Dynamische Prüfmaschinen und -anlagen, Pulser
Antragstellende Institution
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
