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Nichtlinearer Ultraschall zur Charakterisierung von Ermüdungsschäden während der Hochfrequenz-Beanspruchung von C-Faser-Kunststoffverbunden

 
: Helfen, Thomas Benedikt

:
Volltext urn:nbn:de:0011-n-3159285 (11 MByte PDF)
MD5 Fingerprint: df73cf57043946b92ba5eb794c194696
Erstellt am: 28.11.2014


Saarbrücken, 2014, 131 S.
Saarbrücken, Univ., Diss., 2014
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Life∞- Unendliche Lebensdauer für zyklisch beanspruchte Hochleistungswerkstoffe (SPP 1466); BO 3320/3-1; Hochfrequenzermüdung von C-Faser-Kunststoffverbunden mittels eines neu entwickelten Ultraschallprüfsystems in Kombination mit zerstörungsfreien Online Prüfmethoden
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Life∞- Unendliche Lebensdauer für zyklisch beanspruchte Hochleistungswerkstoffe (SPP 1466); BO 3320/5-1; Hochfrequenzermüdung von C-Faser-Kunststoffverbunden mittels eines neu entwickelten Ultraschallprüfsystems in Kombination mit zerstörungsfreien Online Prüfmethoden
Deutsch
Dissertation, Elektronische Publikation
Fraunhofer IZFP ()
CFK Kunststoff; 3-Punkt-Biegeversuch; Hochfrequenzermüdungsverhalten; zerstörungsfreie Materialcharalterisierung; Ultraschallfehlerprüfung; optische Mikroskopie; Röntgencomputertomographie

Abstract
Die Auslegung von Bauteilen aus carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) erfolgt immer noch konservativ
mit einem hohen Sicherheitsfaktor, da bis heute das Wissen bezüglich des Ermüdungsverhaltens solcher
Materialien unvollständig ist. In dieser Arbeit wird das Hochfrequenzermüdungsverhalten eines kommerziell
erhältlichen CFK überwacht und analysiert. In einem 3-Punkt-Biegeversuch wurden die Proben mit einer
Beanspruchungsfrequenz von f = 20,26 kHz bei einem Projektpartner ermüdet. Die Schwingungsanregung
bei der Beanspruchungsfrequenz wird simultan zur zerstörungsfreien Ultraschall-Überwachung des
Ermüdungsprozesses verwendet (Online-Charakterisierung). Die gemessenen Ultraschallzeitsignale werden
mit den spektralen Analyseverfahren Fourier-, Kurzeit-Fourier- und Hilbert-Huang-Transformation
ausgewertet und analysiert.
Im Ausgangszustand sowie nach der Beanspruchung erfolgt eine zerstörungsfreie Material¬
charakterisierung (Offline-Charakterisierung). Oberflächennahe Fehler werden mittels optischer Mikroskopie
untersucht. Zur inneren Fehlerlokalisierung im mm-Bereich findet die Ultraschallfehlerprüfung Verwendung.
Zur Detektion von Rissen im pm-Bereich wird die Röntgencomputertomografie eingesetzt. Die Korrelation
der Ergebnisse liefert Hinweise zu Art und Zeitpunkt der Entstehung von Ermüdungsschäden. Ein
wahrscheinlicher Schadensablauf bei der Ermüdung lässt sich mit Hilfe der Online-Signale und der Offline-
Prüfung rekonstruieren.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-315928.html