Failure mechanisms of metallic materials during high cycle fatigue loading (Giga Cycle Fatigue)

点击翻译按钮获取中文摘要

Die experimentelle Untersuchung des Schwingverhaltens metallischer Werkstoffe bei einstufiger Beanspruchung wird in den meisten Fällen bei einer Grenzschwingspielzahl von maximal 107 abgeschlossen, da dieser Wert bei üblichen Prüffrequenzen von ca. 20 bis 50 Hz bereits einige Tage an Versuchszeit erfordert.Demgegenüber wird in der Fachliteratur immer wieder über Ermüdungsbrüche berichtet, die auch noch nach sehr hohen Schwingspielzahlen von mehr als 109 Zyklen beobachtet werden. Diese Brüche im sogenannten Giga Cycle Fatigue-Bereich (GCF) treten nicht nur an Aluminium- oder Magnesiumlegierungen auf, sondern auch an Titan-, Stahl- und Gußeisenwerkstoffen. Analog zu dem Auftreten dieser späten Brüche berichten Veröffentlichungen über bruchmechanische Untersuchungen, in denen im GCF-Gebiet sehr kleine Rißfortschrittsraten ermittelt wurden.Da zu diesem für das Bauteilverhalten unter schwingender und Betriebsbeanspruchung sehr wichtigen Gebiet nur einige, überwiegend bei Ultraschallfrequenz (20 kHz) ermittelte Ergebnisse vorliegen, soll das beantragte Vorhaben mit Hilfe einer speziellen servohydraulischen Prüfmaschine mit einer Prüffrequenz bis zu 400 Hz einen Beitrag zur Klärung der Schädigungsmechanismen bei GCF-Beanspruchung leisten.