Das Programmheft zum Download (PDF)

Zur Übersicht

Vortrag

Untersuchung von Versagensmechanismen in Hybridfaserverbundwerkstoffen mittels In-situ-CT

Mittwoch (18.04.2018)
16:40 - 17:00 Uhr

16:40 - 17:00 Uhr

Neuartige hybride Faserverbundwerkstoffe ermöglichen es, die Vorteile unterschiedlicher Verstärkungsfasern, z. B. von Carbon- und Naturfasern, miteinander zu kombinieren. Dadurch können Materialien für den Leichtbau geschaffen werden, die bei hoher Festigkeit kostengünstiger und deutlich ökologischer als reine Carbonbauteile sind.

 

Um die Werkstoffe gezielt optimieren zu können, ist die Kenntnis der Vorgänge unter Belastung in diesen komplexen Materialien, die letztendlich zum Bauteilversagen führen, von großer Bedeutung. Hierzu kann die In-Situ-CT einen entscheidenden Beitrag leisten. Über die klassischen CT-Anwendungen hinausgehend wird bei In-situ-CT-Untersuchungen nicht nur ein stationärer Zustand eines Untersuchungsobjekts dreidimensional erfasst, sondern durch mehrere aufeinander folgende Aufnahmen das Verhalten des Objekts dynamisch verfolgt, während es einer äußeren Belastung ausgesetzt ist.

 

Das CT-Messlabor am Fraunhofer WKI ist mit verschiedenen mechanischen In-situ-Versuchen ausgestattet, mit denen z. B. das Versagen von Werkstoffen im Zug- oder Druckversuch untersucht werden kann.

 

In einem neuartigen 4-Punkt-Biegeversuch, angelehnt an DIN EN ISO 14125, werden die Proben einem komplexen Belastungsfall unter simultaner Einwirkung von Zug- und Druckkräften ausgesetzt, durch den weitreichendere Informationen über die Versagensmechanismen erfasst werden können. Bei unterschiedlichen Belastungsstufen wird die Materialstruktur computertomographisch erfasst, wodurch ermittelt werden kann, wo und in welchem Ausmaß in Abhängigkeit vom Lagenaufbau z. B. Delaminationen und Faserbrüche auftreten, die als Initialdefekte für das endgültige Versagen des Materials wirken.

 

Aufgrund von messtechnischen Herausforderungen bietet die In-situ-CT noch ein großes Entwicklungspotential. Dies betrifft u. a. die Realisierung einer ausreichenden Auflösung in möglichst kurzer Messdauer, die Minimierung von Messartefakten, die Erfassung und Einbeziehung von Relaxationseffekten sowie die automatisierte Datenauswertung.

Sprecher/Referent:
Dr. Florian Bittner
Fraunhofer-Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut WKI
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Hans-Josef Endres
    Fraunhofer-Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut WKI