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Oral-Poster-Präsentation

Detektion von Mikrorissen in zyklisch beanspruchtem Baustahl mittels Dehnungsfeldmessung

Tuesday (03.12.2019)
15:45 - 15:50 Uhr

Die Schädigung von Baustahl infolge zyklischer Beanspruchung lässt sich häufig erst in einem fortgeschrittenen Zustand detektieren. Üblicherweise werden hierfür Verfahren verwendet, die erst vorhandene Makrorisse erkennen können. Vor allem bei Bauteilen mit einer hohen Anzahl von Lastwechseln ist jedoch die Phase der Mikrorisseinleitung für einen Großteil der Lebensdauer maßgebend. Besonderer Forschungsbedarf besteht für die Mechanismen, die zum Übergang von Mikro- zu Makrorissen führen. Mit Hilfe von optischen, flächigen Dehnungsmessungen mit der Elektronischen Speckle-Interferometrie (ESPI) können lokale Dehnungskonzentrationen an der Bauteiloberfläche detektiert werden. Diese können der Ausgangsort von Makrorissen sein. Die Messmethode bildet den Ausgangspunkt für grundlegende Untersuchungen zu Schädigungsmechanismen, die für die Entwicklung von neuen Detektionsmethoden erforderlich sind.


Grundlegende Untersuchungen werden im DFG Graduiertenkolleg GRK 2075 Modelle für die Beschreibung der Zustandsänderung bei Alterung von Baustoffen und Tragwerken an zyklisch belasteten, gekerbten Rundproben aus Baustahl S355 durchgeführt. Mit einem ESPI-Sensor werden nach definierten zyklischen Belastungsintervallen flächige Dehnungsmessungen durchgeführt, um lokale Dehnungskonzentrationen auf der Probenoberfläche zu erfassen. Anhand der Veränderung der Dehnungsfelder über die zyklische Belastung des Probekörpers wird die Entwicklung einer Schädigung beurteilt. Zusätzlich werden mit einer hochauflösenden Kamera Makroaufnahmen der Probenoberfläche aufgenommen, die für die frühe Risserkennung eingesetzt werden. Diese beiden optischen Messsysteme werden mit Hilfe von Lineartischen in den drei Raumrichtungen automatisch während des Versuchs positioniert. Zur Validierung und Beurteilung der Messergebnisse wird ein Laserextensometer verwendet, das zeitgleich die Dehnungen über die gesamte Probenlänge misst. In den Untersuchungen zeigt sich für verschiedene Messstrategien und variierende Versuchsparameter, dass die Detektion einer lokalen Dehnungskonzentration deutlich vor Auftreten eines Makrorisses möglich ist.

 

Sprecher/Referent:
Marcel Grabowski
Technische Universität Braunschweig
Weitere Autoren/Referenten:
  • Konrad Ritter
    Technische Universität Braunschweig
  • Dr. Julian Unglaub
    Technische Universität Braunschweig
  • Prof. Dr. Klaus Thiele
    Technische Universität Braunschweig