 | 2007 |
Abstract:
Mit dem Verbundstrangpressen, das ursprünglich zur Herstellung von Aluminium-Edelstahl-Verbundstromschienen entwickelt wurde, lassen sich potenziell endlosverstärkte Profile für leichte Tragwerkstrukturen endkonturnah fertigen. Auf diese Weise gefertigte Profile wurden bisher weder auf strukturmechanische Eigenschaften hin untersucht oder optimiert noch wurde bislang eine Suche weiterer Werkstoffkombinationen für das Verbundstrangpressen angestrengt. Daher steht am Anfang dieser Untersuchungen ein systematischer Werkstoffauswahl-prozess für Matrix- und Verstärkungselementwerkstoffe unter Berücksichtigung möglicher Verstärkungselementvorbehandlungen. Nach dieser Auswahl wurden vom Institut für Umformtechnik und Leichtbau der Universität Dortmund im Rahmen der Kooperation innerhalb des Sonderforschungsbereichs/Transregio 10 Verbundstrangpressprofile mit Aluminiummatrix hergestellt. Diese wurden im Teilprojekt A3 „Werkstoffsysteme für verstärkte Leichtbauprofile“ unter qua-sistatischer Zug- und Druckbelastung und unter dynamischer sowie zyklischer Beanspruchung untersucht. Die mechanischen Eigenschaften eines Verbundwerkstoffes werden neben den Matrix- und Verstärkungselementeigenschaften entscheidend durch die Kraftübertragung zwischen Matrix und Verstärkungskomponente bestimmt. Die Leistungsfähigkeit der Verstärkungselement-Matrix-Grenzfläche ist dabei Grundlage dieser Kraftübertragung. Ein Hauptaugenmerk liegt daher auf der Korrelation von makroskopischen mechanischen Eigenschaften der Versuchsproben mit verschiedenen Grenzflächenzuständen, die durch die Wahl von Verstärkungselementwerkstoff und -vorbehandlung eingestellt werden können. Dazu wurde die Grenzflächenscherfestigkeit mit Hilfe von Push-out-Tests quantifiziert und die Grenzflächenmorphologie durch den Einsatz metallographischer Methoden begleitend zu hochauflösender Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie qualitativ charakterisiert.