Risswachstum in gradierten Materialien und Strukturen
Forschungsstelle
Fachgruppe Angewandte Mechanik (FAM)
Universität Paderborn
AG Analysis und Angewandte Mathematik (AAM)
Universität Kassel
Teilprojektleiter
Prof. Dr.-Ing. habil. Hans A. Richard,
Prof. Dr. rer. nat. habil. Maria Specovius-Neugebauer
Ansprechpartner
Dr. rer. nat. Martin Steigemann
AG Anaylsis und Angewandte Mathematik
Heinrich-Plett-Straße 40
34132 Kassel
Tel.: (0561) 804-4285
e-mail: martin.steigemann(at)mathematik.uni-kassel.de
Dipl.-Ing. Britta Schramm
Fachgruppe Angewandte Mechanik (FAM)
Universität Paderborn
Pohlweg 47-49
33098 Paderborn
Tel.: (05251) 60 – 5327
E-mail: schramm(at)fam.upb.de
Wissenschaftliche Zielsetzung
Bei der Entwicklung neuer Materialien ist von praktischer Bedeutung, dass sie hinsichtlich der statischen Festigkeitswerte, der Dauerfestigkeitswerte, der Rissempfindlichkeit und der erreichbaren Lebensdauer optimiert werden. Untersuchungen über Rissausbreitungsvorgänge sind daher von großer Wichtigkeit. Ziel dieses interdisziplinären Teilprojekts ist die Beschreibung und Vorhersage von Rissausbreitungsprozessen in gradierten Materialien und Strukturen. Für gradierte Materialien ergibt sich als besondere Schwierigkeit, dass neben der Beanspruchung eines Bauteils auch die Gradierung selbst maßgeblichen Einfluss auf das Rissausbreitungsverhalten besitzt (Bild D1-1). Dabei besteht die besondere Methodik in der engen Verzahnung von mathematisch-theoretischen Modellen, ihrer Umsetzung in numerisch verwertbare Algorithmen sowie der Verifikation und Optimierung durch experimentelle Untersuchungen (Bild D1-2).
- Bild D1-1: Einfluss von gradierten Materialeigenschaften auf das Risswachstum bei CTS-Proben bei gleicher Belastungsrichtung
- Bild D1-2: Probenentwicklung am Beispiel des Technologieträgers Antriebswelle