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Zur mikrostrukturbasierten Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens und zur Berechnung der Lebensdauer metallischer Werkstoffe werden neben mechanischen Spannung-Dehnung-Hysteresismessungen, hochgenaue Temperatur- und elektrische Widerstandsmessverfahren eingesetzt. Im Rahmen eines am Lehrstuhl für Werkstoffkunde der TU Kaiserslautern entwickelten Versuchskonzeptes werden in Betriebslastfolgen kurze einstufige Messsequenzen mit einer Spannungsamplitude deutlich unterhalb der Wechselfestigkeit eingefügt. Die erfassten Messgrößen werden äquivalent zu Einstufenversuchen in Wechselverformungskurven zur Bewertung verformungsinduzierter mikrostruktureller Veränderungen und fortschreitender Ermüdungsschädigung unter Betriebsbeanspruchung aufgetragen. Die in einem Laststeigerungsversuch und zwei Einstufenversuchen ermittelten Ermüdungsdaten dienen als Eingangsgrößen zur Lebensdauerberechnung auf der Basis allgemeiner Morrow- und Basquin-Gleichungen mit der physikalisch basierten Methode „PHYBAL‟. Mit nur drei Ermüdungsversuchen können Wöhlerkurven in sehr guter Übereinstimmung mit experimentellen Bruchlastspielzahlen berechnet werden. Gegenüber der konventionellen Ermittlung von Wöhlerkurven, die mit einem hohen experimentellen und zeitlichen Aufwand verbunden ist, führt die Anwendung von „PHYBAL‟ zu einer erheblichen Verkürzung der Versuchszeiten und damit zu einer deutlichen Absenkung der Kosten.

materials testing

PHYBAL — Kurzzeitverfahren zur Berechnung der Lebensdauer metallischer Werkstoffe auf der Basis physikalischer Messgrößen: Gewidmet Herrn Prof. Dr.-Ing. Erwin Roeder zur Vollendung seines 80. Lebensjahres