FORSCHUNGSSCHWERPUNKT
COMET K2 MPPE
Technologische
Errungenschaften
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Rissspitzenbelastung in Abhängigkeit der Länge eines
angenommenen Risses und der Schichteigenspannung;
Druckeigenspannungen in der Schicht führen zu einer
deutlichen Reduktion der Rissspitzenbelastung
Berechnung der Configurational Forces, des
J
-
Integrals
und des Material-Inhomogenitätsterms C
inh
(
mittels Post
processing nach der FE-Berechnung)
Vorhersage der Rissfortschrittsrichtung in der Nähe ei-
ner schrägen Grenzfläche
Spannungsfeld um einen Riss in einer beschichteten Oberfläche
(
blauer Bereich entspricht der Schicht)
Konzept der Configurational Forces in
der Materialentwicklung
Multimaterialsysteme und inhomogen aufgebaute
Werkstoffe spielen eine immer wichtigere Rolle im
Bauteildesign. Für das Einsatzverhalten solcher Kom-
ponenten ist das Verhalten von Rissen von besonderem
Interesse. Die Rissspitzenbelastung ist in diesem Fall
nicht nur von der Geometrie des Bauteils, der Riss-
länge und der äußeren Belastung abhängig, sondern
auch vom lokalen Aufbau, den lokalen Eigenschaften
und der Eigenspannungsverteilung.
Mit Hilfe des im Rahmen des COMET K2 Zentrums
weiterentwickelten Konzepts der Konfigurationskräf-
te (Configurational Forces Concept) kann dargestellt
werden, wie sich der innere Aufbau von Multimateri-
alsystemen auf risstreibende Kräfte an Rissspitzen
auswirkt. Die nun verfügbare Software erlaubt die
Durchführung von Parameterstudien zur Auswirkung
des inneren Materialaufbaus auf das Bruchverhalten.
Die verfügbare Methodik wird bereits für die Optimie-
rung beschichteter Oberflächen und die Untersuchung
des Risswachstumsverhaltens bei RCF-Belastung ein-
gesetzt.