Charakterisierung und Modellierung des Ermüdungsverhaltens und der Schädigungstoleranz aushärtbarer Al-Si-Mg-Gusslegierungen im HCF- und VHCF-Bereich

Jochen Tenkamp befasst sich mit der Charakterisierung und Modellierung des Ermüdungsverhaltens und der Schädigungstoleranz von im Kokillen- und Sandguss hergestellten AlSi7Mg0,3-Legierungen im HCF- und VHCF-Bereich. Die Schädigungsevolution wird über eine computertomografische Defektanalyse hochauflösend vom Ausgangszustand über Anriss bis zum Versagen erfasst und mit den struktursensitiven Messgrößen zwecks Kalibrierung korreliert. Die bruchmechanischen Modellierungsansätze ermöglichen eine lokale defektbasierte Betrachtung der Ermüdungsbeanspruchung. Das defektabhängige Ermüdungsverhalten im HCF- und VHCF-Bereich kann mit Hilfe des √area-Modell von Murakami-Noguchi, des Shiozawa-Modells für rissfortschrittsdominierte Werkstoffe und der El Haddad-Kurve mit Tanaka-Erweiterung im Kitagawa-Takahashi-Diagramm zuverlässig beschrieben werden. Die Erkenntnisse gewährleisten eine verbesserte Ausnutzung des Leistungsvermögens und Leichtbaupotentials, eine einheitliche Auslegung defektbehafteter Werkstoffe und dadurch einen sicheren Betrieb langzeitbeanspruchter Strukturen aus Aluminiumgusswerkstoffen im HCF- und VHCF-Bereich.