 | 2006 |
Abstract:
Ein innovatives Werkstoffkonzept für Leichtbaustrukturen sind durch Verbundstrangpressen hergestellte Strangpressprofile auf Aluminiumbasis, in die steife und hochfeste Verstärkungs-elemente in-situ eingebracht werden. Hierdurch sollen die mechanischen Eigenschaften ver-bessert und damit die Leistungsfähigkeit der Tragwerke gesteigert werden. Im Mittelpunkt der Arbeiten steht die Analyse und Bewertung für den Koextrusionsprozess geeigneter Werk-stoffsysteme, wobei die Auswahl unter Berücksichtigung verarbeitungstechnischer Zielvorga-ben im Hinblick auf die Optimierung der mechanischen Eigenschaften des Verbundes erfolg-te. Drahtverstärkte Aluminiummatrixverbundstrangpressprofile wurden dabei als ein leistungsfä-higes Werkstoffkonzept bewertet und hinsichtlich der für den Einsatz entscheidenden mecha-nischen Eigenschaften unter bauteilnaher, d.h. zyklischer Beanspruchung untersucht. Zur Er-mittlung der zyklischen Spannungs-Dehnungs-Kurve wurden zunächst spannungskontrollierte Laststeigerungsversuche (Multiple-Step-Tests) bei einem Lastverhältnis von R = -1 durchge-führt. Dabei wurde festgestellt, dass der Verstärkungsdraht den versagenskritischen Mittel-dehnungsaufbau deutlich reduziert. Aus den erarbeiteten Ergebnissen wurden mit Hilfe klassi-scher Werkstoffmodelle nach Morrow und Basquin Lebensdauerprognosen abgeleitet, die in anschließenden mittelspannungsfreien Dauerschwingversuchen verifiziert werden konnten. Darüber hinaus wurden metallographische und elektronenmikroskopische Untersuchungsme-thoden zur Aufklärung des Schädigungs- und Versagensverhaltens eingesetzt. Die Untersu-chungen wurden an mehreren Probenvarianten durchgeführt, wobei Verstärkungselementkon-figuration, - oberflächenbehandlung und -material varriert wurden. Ziel war es, Einflüsse die-ser Parameter auf das Lebensdauerverhalten zu identifizieren, um so die Werkstoffsysteme hinsichtlich des Ermüdungsverhaltens zu optimieren.