Lebensdauervorhersage für mehrachsig nichtproportional schwingbeanspruchte Werkstoffe mit Hilfe des Kurzrißfortschrittskonzepts

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Im Rahmen des Vorhabens wird der Emüdungsvorgang in metallischen Werkstoffen in der Rißbildungsphase (Kurzrißphase) unter mehrachsig nichtproportionaler Beanspruchung mit Hilfe der elastisch-plastischen Schwingbruchmechanik modelliert. Im theoretisch-numerischen Teil des Vorhabens wird ein Modell entwickelt, in einen Lebensdauervorhersagealgorithmus für technischen Anriß umgesetzt und die Treffsicherheit überprüft. Im experimentellen Teil werden Versuche mit mehrachsiger Beanspruchung an Rohrproben aus StE460 und AlMg4,5Mn und an gekerbten Proben aus StE460 unter konstanter und variabler Amplitude durchgeführt. In periodischen Abständen werden von den Oberflächen der geprüften Proben Abdrücke genommen, die im Rasterelektronenmikroskop untersucht und bezüglich Anrißzeitpunkt, -lage bzw. -winkel, Rißwachstumspfad und -geschwindigkeit und Zusammenwachsen von Rissen ausgewertet werden. Mit diesen Erkenntnissen wird das Vorhersagemodell verbessert. Der Schwerpunkt der hier beantragten zwei Jahre soll auf der Bestimmung von Rißöffnungslasten und effektiven Rißspitzenbeanspruchungsparametern sowie auf Einflüssen der Mikrostruktur liegen. Nach Einarbeitung dieser neuen Aspekte in das Berchnungsmodell sollten die berechneten Lebensdauern und Rißfortschrittskurven eine deutlich höhere Treffsicherheit ausweisen.