Cremer, Martin: Ermüdungsverhalten von Aluminium-Schweißverbindungen im Bereich sehr hoher Lastspielzahlen. 2017
Inhalt
- Titelseite
- Vorwort
- Kurzfassung
- Abstract
- Inhaltsverzeichnis
- Symbole und Abkürzungen
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen und Stand der Forschung
- 2.1 Aufbau und Eigenschaften von Aluminium-Schweißverbindungen
- 2.2 Mikrostruktur naturharter und ausscheidungshärtbarer Aluminiumlegierungen
- 2.3 Ermüdungsverhalten metallischer Werkstoffe
- 2.3.1 Ermüdungsverhalten von Typ I- und Typ II-Werkstoffen im VHCF-Bereich
- 2.3.2 Ermüdungsverhalten von Schweißnähten bei sehr hohen Lastspielzahlen
- 2.3.3 Einflussfaktoren auf die Schwingfestigkeit im VHCF-Bereich
- 2.3.4 Grundlagen der Bruchmechanik
- 2.4 Berechnung der Schwingfestigkeit von Schweißverbindungen
- 3 Werkstoffe, Probenherstellung und experimentelle Methoden
- 3.1 Grundwerkstoffe
- 3.2 Herstellung der geschweißten Proben
- 3.3 Experimentelle Methoden
- 3.3.1 Mikrostruktur und Oberflächencharakterisierung
- 3.3.1.1 Lichtmikroskop
- 3.3.1.2 Laser-Scanning-Mikroskop
- 3.3.1.3 Rasterelektronenmikroskop
- 3.3.1.4 Transmissionselektronenmikroskop
- 3.3.2 Durchstrahlungsprüfung von Schweißnähten
- 3.3.3 Farbeindringprüfung
- 3.3.4 Mechanische Prüfung
- 3.3.4.1 Zugversuch
- 3.3.4.2 Härtemessung
- 3.3.4.3 Servohydraulische Ermüdungsversuche
- 3.3.4.4 Ultraschallermüdungsprüfsystem
- 3.3.4.5 Entwicklung gekerbter und geschweißter Ultraschallermüdungsproben
- 3.3.4.6 Risswachstumsversuche bei zyklischer Biegebeanspruchung
- 3.3.5 Versuchsmatrix der Ermüdungsversuche
- 4 Materialcharakterisierung der Schweißnahtzonen und repräsentativen Werkstoffproben
- 4.1 Bereich der Wärmeeinflusszone
- 4.2 Repräsentative Werkstoffproben aus EN AW-5083 und EN AW-6082
- 4.3 Vergleich Schweißnahtzonen mit repräsentativen Werkstoffproben
- 5 Ergebnisse
- 5.1 Schwingfestigkeitsuntersuchungen
- 5.1.1 Geschweißte Proben mit Nahtüberhöhung
- 5.1.2 Geschweißte Proben ohne Nahtüberhöhung
- 5.1.3 Gekerbte, wärmebehandelte, repräsentative Werkstoffproben
- 5.1.4 Glatte, wärmebehandelte, repräsentative Werkstoffproben
- 5.2 Finite-Elemente-Berechnung der lokalen Spannungen an Nahtdefekten
- 5.2.1 Entwicklung des Finite-Elemente-Modells
- 5.2.2 Einfluss der Größe und Lage von Defekten auf die lokale Spannung
- 5.3 Risswachstumsversuche an geschweißten Proben
- 5.4 Begleitende thermographische Untersuchungen
- 6 Diskussion der Ergebnisse
- 6.1 Einflussfaktoren auf die Schwingfestigkeit der Schweißnähte
- 6.1.1 Geometrische Kerbe
- 6.1.2 VHCF-Schädigungsmechanismen in den Grundwerkstoffen
- 6.1.3 Prozessbedingte Defekte
- 6.1.4 Zusammenfassende Bewertung der Kerbeffekte
- 6.2 Lebensdauervorhersage von Aluminium-Schweißnähten im VHCF-Bereich
- 7 Zusammenfassung und Ausblick
- 8 Literatur