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Schädigungsentwicklung und mechanismenbasierte Lebensdauermodellierung von Aluminiumgusslegierungen unter thermomechanischen Ermüdungsbelastungen

  • Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Ermüdungs- und Schädigungsverhalten der in Verbrennungsmotoren eingesetzten Aluminiumgusslegierungen AlSi7Cu0,5Mg-T7 und AlSi12Cu3Ni2Mg-T7. Im Vergleich zur niederzyklischen sowie thermomechanischen Ermüdungsbeanspruchung führt die zusätzliche Überlagerung hochzyklischer Belastungen zu einer signifikanten Lebensdauerreduktion, die mit derDie vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Ermüdungs- und Schädigungsverhalten der in Verbrennungsmotoren eingesetzten Aluminiumgusslegierungen AlSi7Cu0,5Mg-T7 und AlSi12Cu3Ni2Mg-T7. Im Vergleich zur niederzyklischen sowie thermomechanischen Ermüdungsbeanspruchung führt die zusätzliche Überlagerung hochzyklischer Belastungen zu einer signifikanten Lebensdauerreduktion, die mit der Replika-Technik beobachteten Beschleunigung des Kurzrisswachstums erklärt werden kann. Frakto- und metallographische Untersuchungen zeigen, dass Rissinitiierung und Lebensdauerverhalten durch Gussdefekte sowie von belastungs- und temperaturabhängigen Schädigungsmechanismen bestimmt werden. Die Lebensdauern werden mit einem mechanismenbasierten Risswachstumsmodell vorhergesagt. Dazu wird der Schädigungsparameter DTMF,brittle entwickelt, der die charakteristischen Schädigungsmechanismen berücksichtigt. Die Legierung AlSi12Cu3Ni2Mg-T7 wird abschließend mit der Finite-Elemente-Methode und mikrostrukturbasierten Zellmodellen untersucht. Mit den Simulationsergebnissen können die experimentell beobachteten Schädigungsmechanismen fundiert gestützt werden.show moreshow less

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Metadaten
Document Type:Doctoral Thesis
Title (German):Schädigungsentwicklung und mechanismenbasierte Lebensdauermodellierung von Aluminiumgusslegierungen unter thermomechanischen Ermüdungsbelastungen
Author:Carl FischerORCiDGND
Advisor:Thomas Seifert
Referee:Holm Altenbach, Hermann Riedel, Thomas SeifertORCiDGND
Year of Publication:2022
Date of first Publication:2022/03/24
Date of final exam:2021/10/14
Publishing Institution:Otto von Guericke University Library, Magdeburg, Germany
Granting Institution:Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Contributing Corporation:Fraunhofer-Gesellschaft
Place of publication:Stuttgart
Publisher:Fraunhofer Verlag
Page Number:277
Parent Title (German):Fraunhofer IWM Forschungsberichte
Volume:26
ISBN:978-3-8396-1794-6
URL:https://www.bookshop.fraunhofer.de/buch/schaedigungsentwicklung-und-mechanismenbasierte-lebensdauermodellierung-von-aluminiumgusslegierungen-unter/254984
Language:German
Institutes:Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V)
Institutes:Bibliografie
DDC classes:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
GND Keyword:Finite-Elemente-Methode; Mikrostruktur
Tag:Aluminiumgusslegierung; Aluminiumlegierung; Lebensdauermodellierung; Materialermüdung; Mikrostrukturbasierte Finite-Elemente-Simulation; Schädigungsmechanismen; Thermomechanische Ermüdung
Open Access: Bronze 
Licence (German):License LogoUrheberrechtlich geschützt