Charakterisierung und Simulation der VHCF-Schädigungsentwicklung auf Basis des Resonanzverhaltens am Beispiel eines metastabilen Austenitstahls (Schwerpunktprogramme)
Die Charakterisierung und Simulation des VHCF-Ermüdungsverhaltens eines stabilen und eines metastabilen austenitischen Edelstahls basierend auf dem Resonanzverhalten sollen in der zweiten Projektphase unter dem Aspekt des Temperatureinflusses und der Aufklärung der lokal auftretenden Schädigungsmechanismen stehen. Die Einflüsse der Temperaturentwicklung infolge der Hochfrequenztechnologie überlagern sich mit mikrostrukturellen Veränderungen (Versetzungsdichte und -anordnung, Phasenumwandlungsprozesse, Oberflächenaufrauung, Rissinitiierung) und üben somit einen noch nicht quantifizierten Einfluss auf das Resonanzverhalten aus. Um die Praxisrelevanz der bisher gewonnen und der zukünftigen Erkenntnisse sicherzustellen, ist es daher zwingend erforderlich, eine Separation der Einflussgrößen durchzuführen. Zu diesem Zweck soll der Temperatureinfluss unter Verwendung neuartiger Versuchstechniken (z. B. Dämpfungsmessungen für isotherme Ermüdungsversuche bei höheren Temperaturen) experimentell erfasst und die Temperatur als Parameter in das Simulationsmodell einbezogen werden. Durch die dreidimensionale Aufzeichnung realer Mikrostrukturen und deren Integration in die Simulation kann der räumliche Charakter der Schädigungsentwicklung untersucht und dadurch die Beschreibung des transienten Verhaltens abgeschlossen werden. Nun sollen bisherige Untersuchungen durch die Aufklärung der lokal auftretenden Schädigungsmechanismen (Dehnungslokalisierung, Rissbildung, Mikrorisswachstum) ergänzt werden. In Experimenten sowie in Simulationen sollen die Einflüsse der entsprechenden Mechanismen auf das Resonanzverhalten aufgedeckt werden. Die Weiterentwicklung der Prüf- und Messtechnik (z.B. Untersuchung des nichtlinearen Materialverhaltens) erfolgt begleitend mit den oben genannten Untersuchungen und stellt damit eine weitere Säule des Forschungsvorhabens dar.
