Schlüsselwort: Dehnrate

Messsystem zur Charakterisierung textiler Hochleistungsfaserstoffe bei hohen Dehnraten

Messsystem zur Charakterisierung textiler Hochleistungsfaserstoffe bei hohen Dehnraten von Unger, Reimar
Faserverbundkonstruktionen ersetzen zunehmend klassische metallische Konstruktionen insbesondere dann, wenn große Belastungen bei minimalem Gewicht aufzunehmen sind. Dies gelingt, weil im Faserverbundwerkstoff die auftretenden Kräfte optimal auf die unterschiedlichen Materialien aufgeteilt werden können. Hochleistungsfasern – wie Kohlenstoff-, Glas- und Aramidfasern – übernehmen dabei die auftretenden Zugkräfte. Während ihr Materialverhalten für statische Belastungen und kleine Geschwindigkeiten gut untersucht ist, bestehen bei höheren Geschwindigkeiten bzw. Dehnraten immer noch Wissensdefizite. In diesem Band der Buchreihe „Dresdner Beiträge zur Sensorik“ wird untersucht, wie die Charakterisierung solcher Materialien auch unter hohen und sehr hohen Dehnraten möglich ist. Wichtige Aspekte sind dabei die vergleichsweise kleinen Bruchdehnungen der Hochleistungsfasern, die sich massiv auf das Zeitregime des Zugversuchs auswirken, sowie die kraftflussgerechte Einbindung der Fasern. Hierzu wird ein neuartiges Messsystem vorgestellt und dafür ein Modell entwickelt, das dessen Kraft- und Zeitverhalten gut abbildet. Experimente zeigen schließlich die gute Eignung des Messsystems für die Untersuchung solcher Hochleistungsfasern.
Aktualisiert: 2023-04-20
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Einfluss der Beanspruchungsgeschwindigkeit auf das Werkstoffverhalten von Baustahl

Einfluss der Beanspruchungsgeschwindigkeit auf das Werkstoffverhalten von Baustahl von Minuth-Hadi, Florian
In dieser Arbeit wurde die dehnratenabhängige Beeinflussung der Festigkeits- und Verformungskennwerte von Baustahl anhand von Zugversuchen unter Variation der Beanspruchungsgeschwindigkeit untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl Festigkeits- als auch Verformungskennwerte der Baustähle teilweise signifikant dehnratenabhängig sind. Dies führt dazu, dass die Fließkurvenform und -lage durch die Beanspruchungsgeschwindigkeit beeinflusst wird. Es konnte gezeigt werden, dass die Dehnratenempfindlichkeit mit Abnahme der quasistatischen unteren Streckgrenze und mit Zunahme des mittleren Ferritkorndurchmessers zunimmt. Die Entwicklung der Dehnratenempfindlichkeit über die Kerbschlagarbeit entspricht qualitativ dem Verlauf bei Darstellung über die quasistatische untere Streckgrenze und kann letztlich ebenfalls anhand der Korngröße erklärt werden. Für die in dieser Arbeit untersuchten bestehenden Modelle war die Ermittlung eines Parametersatzes, mit der eine hohe Approximationsgüte für den gesamten Dehnratenbereich und alle Verformungsniveaus erreicht wird, nicht möglich. Das in dieser Arbeit vorgestellte neue Materialmodell verfolgt den Ansatz der Trennung und getrennten Approximation von Fließplateau und Verfestigungskurve bis zur Gleichmaßdehnung. Für die Beschreibung der Verfestigungskurve wurden bekannte Verfestigungsmodelle verwendet, deren Modellparameter hinsichtlich ihrer Dehnratenabhängigkeit untersucht und wiederum mithilfe von Ansatzfunktionen approximiert wurden. Dies ermöglicht es, das Verfestigungsverhalten in Abhängigkeit der Dehnrate darzustellen. Umgekehrt wird die Dehnratenverfestigung des Baustahls in Abhängigkeit des betrachteten Verformungsniveaus beschrieben.
Aktualisiert: 2021-12-20
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