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Oral-Poster-Präsentation

Neuartiger Ansatz für die Lebensdauervorhersage von Verbundwerkstoffen unter statischer Belastung

Thursday (27.06.2019)
09:51 - 09:54 Uhr

Verbundwerkstoffe in strukturellen Anwendungen, die über mehrere Jahrzehnte hindurch mit einer statischen Belastung beaufschlagt werden, neigen zu Veränderungen in der Materialperformance über die Lebensdauer. Klassische Zeitstandversuche mit konstanter statischer Belastung sind recht einfache Versuche mit geringen Anforderungen an die Prüfmittel. Leider benötigen diese Versuche unwirtschaftlich lange Prüfzeiten, weshalb eine Verkürzung der Prüfzeiten mit diversen beschleunigten Ansätzen beforscht wird. Insbesondere der Ansatz der Stepped Isostress-Method (SSM) sowie der Ansatz des Stress Rate Accelerated Creep Rupture Tests (SRCR) bieten große Potenziale, die Prüfzeiten stark zu reduzieren, bei einer akzeptablen Vorhersagequalität [1,3,4].

Beim SSM wird während des Belastungsprozesses eine stufenweise Erhöhung der Spannung innerhalb eines Versuches durchgeführt. Beim SRCR wird zu Beginn des Belastungsprozesses eine definierte Anfangsspannung σi, gefolgt von einer Erhöhung der Belastungsrate, anstelle des statischen Belastungssegments der klassischen Zeitstandversuche, aufgebracht. Die Änderung der Belastungsrate in mehreren Einzelversuchen führt zu spannungsratenabhängigen Bruchfestigkeiten mit zugehörigen Bruchzeiten, was die Extrapolation auf eine Bruchzeit bei einer Belastungsrate von Null ermöglicht [2].

Anhand von duroplastischen Verbundwerkstoffen mit unidirektionalen Glasfaserverstärkungen bei unterschiedlichen Faserorientierungen wurde eine Eignung des SRCR für diese Laminatstrukturen untersucht und im Vergleich zu den klassischen Creep Rupture Tests diskutiert. Obwohl die Eignung des Ansatzes nicht für alle untersuchten Laminatstrukturen bestätigt werden konnte, kann der entwickelte SRCR als zukunftsweisendes Prüfverfahren bei der Entwicklung von zeiteffizienten Prüfverfahren zur Vorhersage der Materiallebensdauer unter statischer Belastung angesehen werden.

 

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Christian Schneider
Montanuniversität Leoben
Weitere Autoren/Referenten:
  • Stefan Gloggnitzer
    Montanuniversität Leoben
  • Peter Guttmann
    Montanuniversität Leoben
  • Prof. Dr. Gerald Pinter
    Montanuniversität Leoben