Abstract
Stress-strain-hysteresis, change in deformation-induced temperature and change in DC-based electrical resistance measurements are applied for the detailed characterization of structural-mechanical processes in construction materials and joints under multiple-step and single-step fatigue loading. Results concerning the influence of joining technologies on austenitic steel AISI304, carbon-fiber reinforced polymers (CFRP) and beech wood materials, of environmental media on magnesium alloys Mg-4Al-2Ba-2Ca (DieMag422) and Mg-10Gd-1Nd, and of manufacturing processes on titanium alloy Ti-6Al-4V and wood-plastic composites (WPC) are discussed. The load- and cycle-dependent change in microstructure was investigated by light and electron microscopy and correlated with fatigue properties, to reach a preferably precise description of process structure property relationship in a qualitative and quantitative manner. The time-efficient load increase procedure applied for evaluation of joining, environmental and manufacturing influence on fatigue performance is suitable for production-accompanied usage.
Kurzfassung
Zur detaillierten Charakterisierung der unter Ermüdungsbeanspruchung auftretenden strukturmechanischen Prozesse wurden Messungen der Spannungs-Dehnungs-Hysterese, der verformungsinduzierten Temperaturänderung und der elektrischen Widerstandsänderung in mehrstufigen und einstufigen Untersuchungen angewendet. Ergebnisse des Einflusses der Verbindungstechnologie auf austenitischen Stahl X5CrNi18-10, kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) und Buchenholzwerkstoffe, des Umgebungsmediums auf die Magnesiumlegierungen Mg-Al4-Ba2-Ca2 (DieMag422) und Mg-Gd10-Nd1 sowie des Herstellungsverfahrens auf die Titanlegierung Ti-Al6-V4 und auf Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (WPC) werden hier diskutiert. Die beanspruchungs- und lastspielzahlabhängige Veränderung der Mikrostruktur wurde licht- und elektronenmikroskopisch untersucht und mit den Ermüdungseigenschaften korreliert, um eine möglichst präzise qualitative und quantitative Beschreibung der Prozess-Struktureigenschafts-Beziehung zu erzielen. Das zeiteffiziente Laststeigerungsverfahren ist für den produktionsbegleitenden Einsatz zur Beurteilung von Verbindungstechnologien, Umgebungsmedien und Herstellungsverfahren auf die Ermüdungseigenschaften sehr gut geeignet.
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