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Einsatzmöglichkeiten und Anwendungsgrenzen der digitalen Bildkorrelation zur Frühdetektion struktureller und funktioneller Schädigungen und Versagensvorhersage in metallischen Werkstoffen, Werkstoffverbunden und Verbundwerkstoffen
Erscheinungsjahr
2013
Verknüpfte Titel
Beschreibungen/Notizen
Tag der Verteidigung: 04.02.2013
Paderborn, Univ., Diss., 2013
ger: Angesichts knapper werdender Ressourcen und zunehmender Rohstoffpreise steigt die Not-wendigkeit, bewegte Massen durch Leichtbau zu reduzieren. Dabei kommt es verstärkt zum Einsatz von Verbundwerkstoffen und Werkstoffverbunden. Daher ist es von großem Interes-se, Prüfverfahren einzusetzen, mit denen sich unterschiedliche Werkstoffe unter verschieden-sten Randbedingungen einheitlich hinsichtlich Schädigungen prüfen lassen. Dazu sollte das relativ neue Verfahren der digitalen Bildkorrelation (DIC) systematisch für die Schädigungs-früherkennung an wichtigen Konstruktions- und Funktionswerkstoffen untersucht werden.Die vorliegende Dissertation gibt dazu einen Überblick über Werkstoffe, Beanspruchungs-situationen und sonstige Randbedingungen, bei denen es möglich ist, frühzeitig versagens-relevante Schädigungen mittels DIC zu identifizieren und daraus Modus und Ort des späteren Versagens abzuleiten.Der Schwerpunkt der experimentellen Untersuchungen lag dabei auf der Ermittlung von Deh-nungsverteilungen an den Oberflächen monoton und zyklisch geprüfter Proben aus metalli-schen Werkstoffen, Faser-Kunststoff-Verbunden sowie Sandwich-Strukturen. Die dabei er-zielten Ergebnisse wurden in Kombination mit aus der Literatur bekannten Untersuchungen systematisch zusammengefasst und bewertet. Abschließend wurden Ansätze zusammen-gefasst, mit denen es möglich ist, mittels der mit DIC ermittelten Schädigungen auch Ab-schätzungen von Restlebensdauern vorzunehmen.
eng: In the light of limited resources and increasing costs of raw materials, light-weight design gets more and more important. To meet the conflictive requirements for different parts in complex structures, composite materials and composite structures are applied for an increasing number of parts. For this reason, nondestructive test procedures, which can be applied to a large variety of materials under various boundary conditions, have to be applied in these structures. Therefore, the application of the promising digital image correlation (DIC) method is to be investigated using important structural and functional materials.The present dissertation gives an overview of the materials, loading conditions and further boundary conditions, that allow for the early detection of failure relevant damage using DIC and hence a prediction of the later failure mode and failure area. The focus of the experiments was on the calculation of strain distributions on the surfaces of monotonically and cyclically loaded specimens. Metals, fiber-reinforced plastics and sand-wich-structures were tested. The obtained results were summarized and evaluated consi-dering further investigations found in the published literature. Finally, approaches for the esti-mation of the number of the remaining cycles to failure based on the damage quantified by DIC are summarized.