MCL – MATERIALS CENTER LEOBEN FORSCHUNG GMBH
LABORAUSSTATTUNG UND
GESCHÄFTSBEREICHE MCL
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Die bruchmechanische Betrachtung von Bauteilversagen bzw. Zuverlässigkeit ist für
die Bauteilauslegung in vielen Bereichen unverzichtbar. Zur Validierung sind ent-
sprechende Materialparameter aus bruchmechanischen Untersuchungen bzw. Riss-
fortschrittsuntersuchungen erforderlich. Die Güte dieser Materialparameter hängt
wesentlich von der Qualität der Messung des Rissfortschritts ab. Häufig wird für die
Messung der Risslänge bei bruchmechanischen Experimenten die direkte Gleich-
strompotentialmethode angewendet. Diese Methode ist ein sehr robustes Verfahren,
bei dem die gesamte Probe mit Strömen von 50 -100 Ampere durchflutet wird.
Rissfortschrittskurven in Abhängigkeit der R-Werte an einer Stahlprobe (ermittelt mit der direkten Wechselstrompoten-
tialmethode an CT-Proben)
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist die Gefahr einer Bauteilerwärmung durch die hohe
Strombelastung, wodurch Prüfungen bei erhöhten Temperaturen erschwert werden.
Darüber hinaus lässt sich das Wachstum von kleinen und kurzen Rissen (Länge von
einigen µm bis Zehntel mm) mit der Gleichstrompotentialmethode kaum untersu-
chen.
Ein alternatives Verfahren stellt die direkte Wechselstrompotentialmethode dar,
welche insbesondere für Messungen bei hohen und tiefen Temperaturen, aber auch
von kurzen Rissen sehr gut geeignet ist. Dieses Verfahren arbeitet mit sehr gerin-
gen Strömen von ca. 0,5 Ampere, wodurch es praktisch zu keiner Bauteilerwärmung
kommt. Durch Ausnutzung des Skin-Effekts (der Strom fließt nur sehr oberflächen-
nah) können auch sehr kleine Risse nahe der Oberfläche detektiert werden.
Rissfortschrittsmessung für kurze Risse
sowie bei hohen/tiefen Temperaturen
R1
>
R2
>
R3
R1
R2 R3