Optische Verformungsmessung an heterogenen Werkstoffsystemen

Bücher

Angebote / Angebote:

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird die Anwendung der optischen Verformungsmessung auf heterogene Werkstoffsysteme untersucht, wobei dieses Verfahren auf unterschiedlichen Skalenebenen eingesetzt wird. Als erstes wird die digitale Bildkorrelation zur Temperaturüberwachung bei Hochtemperaturzugversuchen bis 350 °C an 0, 6 mm dünnen lotplattierten Aluminiumprüfkörpern eingesetzt. Flächige Dehnungsauswertungen innerhalb des Prüfbereichs bestätigen die homogene Temperaturverteilung, wobei die Temperatur gleichzeitig mit einer Thermographiekamera und Thermoelementen bestimmt wurde. Mit diesem Aufbau lässt sich das dynamische Reckgleiten (PLC-Effekt) bei Raumtemperatur im Detail erfassen. Es können einzelne lokale Dehnungsbänder aufgelöst und deren Verlauf beschrieben werden. Im zweiten Anwendungsfall wird das Schädigungsverhalten von eigenverstärkten Polypropylen Kunststoffverbunden untersucht. Lokale Dehnungskonzentrationen unter quasi statischer Zugbelastung der Prüfkörper liefern Aufschluss über mögliche Schadstellen. Die Verformungsmessungen auf der Gewebestruktur der 2-lagigen Prüfkörper beschreiben das mechanische Verhalten des Verbundes, während die mikroskopische Analyse der Verschiebungen am Querschnitt eines 16-lagigen Mikrozugprüfkörpers die Interaktion der Gewebelagen zueinander beschreiben. Damit lassen sich darüber verschiedene versagenskritische Bereiche darstellen. Begleitende REM-Untersuchungen an belasteten und unbelasteten Prüfkörpern liefern sowohl Schwachstellen des mehrschichtigen Verbundes als auch die Art der Schädigung. Abschließend werden mittels optischer Verformungsmessungen die Eigenschaften der Verbundzonen von Einpresskontakten beschrieben. Da die Verbundzonen optisch nicht zugänglich sind, erfolgt eine indirekte Messung der Schädigung über die Antwort des mechanischen Systems. Durch den Einsatz virtueller Extensometer an allen kritischen Stellen des Verbundes lässt sich ein charakteristischer Verschiebungsverlauf ableiten, dem die Schädigung entnommen werden kann. Hochauflösende REM-Untersuchungen an definiert belasteten Prüfkörpern ermöglichen die Bestimmung der Risse in der Kontaktzone. Basierend auf den Experimenten wurde in einer parallelen Arbeit von K. Markstädter ein Simulationsmodell aufgebaut. Durch die Verwendung von im CT gescannten Pins und optisch vermessener Hülsendurchmesser im Simulationsmodell lässt sich das reale mechanische Verhalten simulieren und mit den dazugehörigen Experimenten abgleichen. Die Kombination aus Experiment und Simulation führt zur vollständigen Beschreibung des mechanischen Systems und zur Bestimmung des Schädigungsbeginns.