Simulation von Wasserstoffdiffusion und Rißwachstum infolge wasserstoffinduzierter Spannungsrißkorrosion: mit einer Analyse der Kopplungsphänomenologie
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Göttingen
Cuvillier
2010
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
2 THEORETISCHER HINTERGRUND 9
2.1 OBERFLAECHENKINETIK 9
2.2 DIFFUSION 13
2.3 DEFORMATION, HELP 20
2.4 RISSWACHSTUM, HEDE 23
3 EXPERIMENTELLER HINTERGRUND 27
3.1 ZUGVERSUCHE AN C(T)-BRUCHMECHANIKPROBEN 28
3.2 PERMEATIONSVERSUCHE AN MEMBRANEN 32
3.3 ZUGVERSUCHE AN WASSERSTOFFBELADENEN RUNDZUGPROBEN 34
4 SIMULATION DER WASSERSTOFFINDUZIERTEN SPANNUNGSRISSKORROSION 39
4.1 ERSTELLUNG DES FEM-MODELLS 43
4.1.1 ABBILDUNG DER PROBE AUF EIN NUMERISCHES MODELL 43
4.1.2 NEUBESTIMMUNG DER DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN 44
4.1.3 EBENE MODELLIERUNG (2D) 46
4.1.4 RAEUMLICHE MODELLIERUNG (3D) 47
4.1.5 FORMULIERUNG DER RANDBEDINGUNGEN 51
4.1.6 MODELLIERUNG DER KONZENTRATIONSRANDBEDINGUNG MITTELS PENALTY-
VERFAHREN 54
4.1.7 BERECHNUNG DES DRUCKGRADIENTEN 57
4.2 LOESUNGSVERFAHREN 58
4.2.1 LOESUNG DES EBENEN PROBLEMS 59
4.2.2 LOESUNG DES RAEUMLICHEN PROBLEMS 59
4.3 STRATEGIE ZUR PARAMETERIDENTIFIKATION 60
4.4 VERFAHREN ZUR PARAMETERANPASSUNG 60
5 ERGEBNISSE 65
5.1 VERGLEICH DES SIMULIERTEN RISSWACHSTUMS MIT EXPERIMENTELLEN DATEN . .
. 66
5.2 DARSTELLUNG DER EINZELNEN TEILGEBIETE 67
5.2.1 OBERFLAECHENKINETIK 68
5.2.1.1 DARSTELLUNG DER ABLAUFENDEN CHEMISORPTION 68
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1005644314
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
5.2.1.2 VERGLEICH MIT EINER SIMULATION OHNE BERUECKSICHTIGUNG DER
OBERFLAECHENKINETIK 70
5.2.2 DIFFUSION 72
5.2.2.1 DARSTELLUNG DER WASSERSTOFFVERTEILUNG UND EINFLUSS DER HY-
DROSTATISCHEN SPANNUNG 72
5.2.2.2 EINFLUSS DES *TRAPPINGS" 72
5.2.2.3 VERGLEICH MIT EINER KONVENTIONELLEN DIFFUSIONSGLEICHUNG
NACH FICK 75
5.2.3 DEFORMATION 78
5.2.3.1 DARSTELLUNG DER DEFORMATION 78
5.2.3.2 ERSCHEINUNGSFORM DER WASSERSTOFFINDUZIERTEN ENTFESTIGUNG 79
5.2.4 RISSWACHSTUM 81
5.2.4.1 DARSTELLUNG DES RISSWACHSTUMS 81
5.2.4.2 VERGLEICH UNTER SEPARATEM EINSATZ DES HELP- UND HEDE-
MECHANISMUS 82
5.3 SENSITIVITAETSANALYSE 85
5.3.1 MAXIMALE PERMEATIONSSTROMDICHTE C 85
5.3.2 DIFFUSIONSKOEFFIZIENT DER DECKSCHICHT D SOR 87
5.3.3 DIFFUSIONSENTHALPIE AH D 87
5.3.4 ENTFESTIGUNGSPARAMETER B, 87
5.3.5 KOHAESIVFESTIGKEIT OCO 88
5.3.6 KRITISCHE SEPARATION SO 89
5.3.7 VERGLEICH UND ABGRENZUNG DER PARAMETER 90
5.4 NETZABHAENGIGKEITSSTUDIE 91
5.5 FOLGERUNGEN UND HERLEITUNGEN VON KENNGROESSEN 94
5.5.1 SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN KJ^CC BEI VERSCHIEDENEN ABZUGSGE-
SCHWINDIGKEITEN 94
5.5.2 FYSCC-LOWER-BOUND-VALUE 96
5.6 RAEUMLICHES MODELL: ERGEBNISSE UND AUSWERTUNG 100
5.6.1 EFFEKTE INFOLGE VERAENDERTER RANDBEDINGUNGEN 100
5.6.2 EFFEKTE INFOLGE STOFFLICH-MECHANISCHER KOPPLUNGEN 102
6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 105
A SORPTION VON WASSERSTOFF BEI KATHODISCHER POLARISATION 113
B AUSWERTUNG DES EIGENWERTPROBLEMS IM CHEMISORPTIONSMODELL 115
C PENALTY-METHODE ZUR APPLIKATION DER RANDBEDINGUNG 117
D NETZVERFEINERUNGEN 119 |
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