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Zum Einfluss querdruckinduzierter Schädigung auf die mechanischen Eigenschaften von Textilverbundkeramiken
Art der Abschlussarbeit
Dissertation
Autoren
- Behnisch, Thomas
Betreuer
- Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Math. Maik Gude
Abstract
Textilverbundkeramiken (TVK) weisen sehr hohe massespezifische Steifigkeiten und Festigkeiten auf, die bis weit in den Hochtemperaturbereich nahezu konstant bleiben. Daher bieten diese Werkstoffe ein enormes Potenzial für Anwendungen im Hochtemperatur-Leichtbau. Einer uneingeschränkten Verwendung, vordergründig für sicherheitsrelevante Bauteile, stehen bisher Vorbehalte entgegen, da weiterhin Unsicherheiten bezüglich des komplexen Werkstoffverhaltens verbleiben. Insbesondere für Beanspruchungen in Verbunddickenrichtung sind derzeit kaum Erfahrungen vorhanden. Zur vollständigen Nutzung des verfügbaren Leichtbaupotenzials von Textilverbundkeramiken sind somit ein umfangreiches Werkstoffverständnis zur Schädigungs- und Versagensphänomenologie sowie eine Anpassung vorhandener Werkstoffmodelle erforderlich.
In der Arbeit wurde eine umfassende skalenübergreifende Strukturaufklärung sowie eine für TVK noch ausstehende Analyse des Schädigungs- und Versagensverhalten bei Querdruckbeanspruchung durchgeführt. Dabei konnte erstmals der Zusammenhang zwischen der textilverbundkeramischen Werkstoffstruktur und dem Werkstoffverhalten bei Querdruckbeanspruchung nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurde ein für Faserverbundwerkstoffe vorhandenes Schädigungsmodell für TVK erweitert, sodass neben einem wertvollen Ausbau des Werkstoffverständnisses eine mathematische Beschreibung des Einflusses querdruckinduzierter Schädigung auf die mechanischen Eigenschaften von TVK sowie eine Prognose des Deformations-, Schädigungs- und Versagensverhaltens möglich ist.
In der Arbeit wurde eine umfassende skalenübergreifende Strukturaufklärung sowie eine für TVK noch ausstehende Analyse des Schädigungs- und Versagensverhalten bei Querdruckbeanspruchung durchgeführt. Dabei konnte erstmals der Zusammenhang zwischen der textilverbundkeramischen Werkstoffstruktur und dem Werkstoffverhalten bei Querdruckbeanspruchung nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurde ein für Faserverbundwerkstoffe vorhandenes Schädigungsmodell für TVK erweitert, sodass neben einem wertvollen Ausbau des Werkstoffverständnisses eine mathematische Beschreibung des Einflusses querdruckinduzierter Schädigung auf die mechanischen Eigenschaften von TVK sowie eine Prognose des Deformations-, Schädigungs- und Versagensverhaltens möglich ist.
Schlagwörter
Zum Einfluss querdruckinduzierter Schädigung auf die mechanischen Eigenschaften von Textilverbundkeramiken
Berichtsjahr
2020