Thermomechanische Ermüdung von Aluminiumlegierungen

In umfangreichen Untersuchungen wurden die relevanten Einflüsse auf das zyklische Verformungs- und Lebensdauerverhalten ermittelt. Dabei kamen zwea unterschiedliche Prüfverfahren zur Bestimmung der Lebensdauer unter thermomechanischer Beanspruchung zur Anwendung. Diese werden im vorliegenden Beitrag sowohl mittels Versuchen als auch mittels FE-Simulationen verglichen. Dabei zeigt sich, dass Versuche mit starr eingespannten, zyklisch beheizten Proben unter Berücksichtigung der lokalen Effekte mit Versuchen des servohydraulischen TMF-Prüfstandes mit Dehnungs- und Temperaturregelung vergleichbar sind. Weiters werden zur Modellierung des Lebensdauerverhaltens unterschiedlich komplexe Ansätze gegenübergestellt. Die verwendeten Verfahren reichen von einparametrigen Ansätzen bis zum Schädigungsmodell nach Sehitoglu mit mehr als 20 Parametern. Abhängig von Material und Anwendung zeigt sich jeweils ein anderes Kriterium als besser geeignet. Energiekriterien scheinen den besten Kompromiss aus Genauigkeit und Aufwand im Einsatz darzustellen. Größere Abweichungen treten auf, wenn sich die beteiligten Schädigungsmechanismen ändern. Liegen beispielsweise lokal In-Phase-TMF-Belastungen mit einer zusätzlichen Kriechschädigung vor, so kann dies bei der Verwendung von Energiekriterien, die auf Basis von LCF- und OP-TMF-Versuchen kalibriert wurden, zu nichtkonservativen Aussagen führen.