Ultraschallermüdung und Schädigungsverhalten von C-Faser-Gewebe verstärktem Polyphenylensulfid im Bereich sehr hoher Lastspielzahlen:
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| Published: |
Kaiserslautern
Technische Universität Kaiserlautern
2016
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Band 37 |
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ALTSVERZEICHNIS
FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
.........................................................................
IV
1. EINLEITUNG UND
MOTIVATION..................................................................................................
1
2. ZIELSETZUNG DER
ARBEIT..........................................................................................................3
3. GRUNDLAGEN UND STAND DER FORSCHUNG
.............................................................................
5
3.1 MIKROSTRUKTUR UND EIGENSCHAFTEN VON POLYMEREN VERBUNDWERKSTOFFEN
.......................
5
3.1.1 VERSTAERKUNGSFASEM UND TEXTILE
HALBZEUGE..............................................................10
3.1.2 POLYMERE
MATRIXSYSTEME.........................................................................................
18
3.1.2.1 KOHLENSTOFFFASERVERSTAERKTES POLYPHENYLENSULFID
.............................................
22
3.2 GRUNDLEGENDE ASPEKTE DER
WERKSTOFFERMUEDUNG..........................................................25
3.2.1 ERMUEDUNGSVERHALTEN FASERVERSTAERKTER
POLYMERE.....................................................26
3.2.2 VORGANGSORIENTIERTE BETRACHTUNGEN
........................................................................
31
3.2.3 LEBENSDAUERORIENTIERTE BETRACHTUNGEN
...................................................................
32
3.2.4 ERMUEDUNGSVERHALTEN IM VHCF-BEREICH
.................................................................
34
3.2.5 ERMUEDUNGSVERHALTEN VON KOHLENSTOFFFASERVERSTAERKTEM
POLYPHENYLENSULFID
.......
36
3.3
ULTRASCHALLTECHNIK............................................................................................................38
3.3.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DES
ULTRASCHALLS............................................................
39
3.3.2 EINSATZ DER ULTRASCHALLTECHNIK ZUR WERKSTOFFERMUEDUNG
........................................
43
4. VERSUCHSWERKSTOFF UND
PROBENGEOMETRIE.......................................................................
47
4.1 KOHLENSTOFFFASERVERSTAERKTES
POLYPHENYLENSULFID...........................................................
47
4.2 BERECHNUNG UND SIMULATION DER PROBENGEOMETRIE FUER VHCF-VERSUCHE
.....................
51
4.3 HERSTELLUNG DER ERMUEDUNGSPROBEN
...............................................................................
53
5.
VERSUCHSTECHNIK.................................................................................................................
55
5.1
ULTRASCHALLERMUEDUNGSPRUEFSYSTEM....................................................................................55
5.1.1 V
ERSUCHSFUEHRUNGEN.................................................................................................
62
5.1.2
IN-SITU-MESSMETHODEN............................................................................................
64
5.1.2.1 KENNGROESSEN DES ULTRASCHALLGENERATORS
.............................................................
65
5.1.2.2
LASER-DOPPLER-VIBROMETRIE...............................................................................
66
5.1.2.3
THERMOGRAPHIE....................................................................................................69
5.1.2.4 PIEZOELEKTRISCHE
KRAFTMESSUNG..........................................................................70
5.1.2.5 KONFOKAL-CHROMATISCHE ABSTANDSMESSUNG
.......................................................
70
5.2 EX-SITU-UNTERSUCHUNGSMETHODEN
..................................................................................
71
5.2.1 LICHTMIKROSKOPIE UND DIGITALE
BILDANALYSE............................................................71
5.2.2 RASTERELEKTRONENMIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNGEN
...............................................
72
5.2.3 COMPUTERTOMOGRAPHISCHE UNTERSUCHUNGEN
..........................................................
73
5.2.4
STEIFIGKEITSMESSUNGEN.............................................................................................
73
6. VERSUCHSERGEBNISSE UND DISKUSSION
................................................................................
75
6.1 CHARAKTERISIERUNG DER
ULTRASCHALLBEANSPRUCHUNG..........................................................75
6.1.1 EIGENMODEN UND SCHWINGUNGSFORMEN DER ERMUEDUNGSPROBEN
..............................
76
6.1.2 DEHNUNGSMESSUNGEN AN DEN
ERMUEDUNGSPROBEN.................................................... 81
6.2 MEHRSTUFIGE
BEANSPRUCHUNG..........................................................................................
84
6.3 EINSTUFIGE
BEANSPRUCHUNG.............................................................................................
88
6.4 MIKROSKOPISCHE
UNTERSUCHUNGEN.................................................................................
100
6.4.1 CHARAKTERISIERUNG DER ERMUEDUNGSSCHAEDIGUNG
......................................................
100
6.4.2 BESTIMMUNG DER
OBERFLAECHENRISSDICHTE.................................................................110
6.5 ROENTGEN-COMPUTERTOMOGRAPHISCHE UNTERSUCHUNGEN
..................................................
116
6.6 ERMUEDUNGSBEDINGTE
STEIFIGKEITSDEGRADATION...............................................................120
6.6.1 KORRELATION VON OBERFLAECHENRISSDICHTE UND STEIFIGKEITSDEGRADATION
...................
122
6.7 STADIEN DER ERMUEDUNGSSCHAEDIGUNG IM VHCF-BEREICH
..............................................
123
7.
ZUSAMMENFASSUNG.............................................................................................................126
8.
LITERATURVERZEICHNIS..........................................................................................................131
A
NHANG.....................................................................................................................................147
A.
PUBLIKATIONEN................................................................................................................147
B. VORTRAGE UND
POSTER.....................................................................................................
148
C.
PATENTE...........................................................................................................................
150
D. BETREUTE STUDENTISCHE
ARBEITEN....................................................................................150
E.
LEBENSLAUF.....................................................................................................................151
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