Strukturelle Änderungen, zeitliche Entwicklung von Schädigungsparametern und Rissausbreitungsverhalten in geschweißten thermoplastischen Bauteilen

• Applicant: Professor Dr. Wolfgang Grellmann
• Subject Area: Polymer Materials
• Term: from 2008 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 93101887

Bruchmechanische Konzepte werden trotz ihrer Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren bei der Bewertung des Rissausbreitungsverhaltens und der Lebensdauer geschweißter Kunststoffrohre bisher nur selten eingesetzt. Ein Grund dafür ist, dass mehrparametrige bruchmechanische Konzepte zum Vergleich des Kennwertniveaus verschiedener Prüfkörper- und Bauteilkonfigurationen mit unterschiedlicher Querdehnungsbehinderung für Kunststoffe bisher nur selten angewendet worden sind. Ausgehend von der Grundcharakterisierung der Kunststoffschweißnähte soll die grundsätzliche Aufklärung des integralen und ortsaufgelösten Deformationsverhaltens und des Versagensverhaltens von aus geschweißten Rohren entnommenen Prüfkörpern als Funktion der Schweiß- und Beanspruchungsparameter erfolgen, wobei auch der Einfluss von Defekten und der Werkstoffschädigung während der Belastung bewertet werden soll. Zu Sicherstellung der Übertragbarkeit der Ergebnisse an Prüfkörpern auf das Verhalten der Rohre soll in Zusammenarbeit mit dem Kooperationspartner der Einfluss der plastischen Querdehnungsbehinderung auf das Rissausbreitungsverhalten unter quasistatischer Beanspruchung aufgeklärt werden. Darauf basierend soll das Rissausbreitungs- und Bruchverhalten bei monotoner Beanspruchung in Abhängigkeit der Schweißparameter, der Rissorientierung und des Rissortes sowie der Beanspruchungsbedingungen umfassend charakterisiert werden. Weiterhin sind ermüdungsbruchmechanische Untersuchungen bei Variation der Schweiß- und Beanspruchungsparameter vorgesehen. Letztendlich soll in enger Zusammenarbeit mit dem Kooperationspartner die Aufstellung und Verifizierung polymerphysikalisch basierter allgemeingültiger Beziehungen zwischen dem Kurzzeit und Langzeit-Rissausbreitungsverhalten zur schnellen Abschätzung der Lebensdauer und Versagenssicherheit von geschweißten Rohren erfolgen.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Czech Republic
• Participating Person: Dr.-Ing. Pavel Hutar