Jonas Hilcken

Modelle zur Lebensdauerprognose

In Kapitel 5 und 6 wurden experimentelle Untersuchungen vorgestellt, deren Ergebnisse die zyklische Ermudung von thermisch entspanntem und vorgespanntem Kalk-NatronSilikatglas zeigen. In diesem Kapitel werden die experimentellen Ergebnisse mit Lebensdauerprognosen basierend auf den theoretischen Risswachstumsgesetzen verglichen und angepasst Insbesondere hierdurch lasst sich uberprufen, ob Kalk-Natron-Silikatglas zyklische Ermudungseffekte (siehe Abschnitt 0) aufweist

Experimentelle Untersuchungen zur definierten Vorschädigung

Ein Grosteil der zyklischen Versuche im Rahmen dieser Arbeit wurde mit definiert vorgescbadigteo Probekorpern vorgenommen, um die Streuung der Festigkeit bei den Versuche zu reduzieren und hierdurch die Versuche in uberschaubarer Zeit mit uberschaubaren Umfangen an Probekorpern durchzufuhren. Da die definierte Vorscbadigung von Glasern in der Materialprufung im Bauwesen kein Standardverfahren ist, wurde in einer Reihe von Voruntersuchungen zunachst eine geeiguete Methode zur Schadigung bestimmt.

Mechanische Eigenschaften der Probekörper

Die fur die experimentellen Untersuchungen verwendet Probekorper wurden in drei Chargen von zwei Herstellern produziert. Um auf eine mehrmalige Darstellung der experimentellen Methoden zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften, der Durchfuhrung und der Ergebnisse zu verzichten, wird in diesem Kapitel eine Beschreibung fur alle folgenden Versuchsreihen vorgenommen.

Zyklische Ermüdung II

Der fur die Versuchsreihe Zyklische Ermudung I (Kapitel 5) verwendete Versuchsaufbau und -stand ist hinsichtlich der Frequenz und des Belastungstyps begrenzt. Es konnen nur Zugschwellbeanspruchungen bei Frequenzen unter 1 Hz aufgebracht werden. Um den Einfluss von hoheren Frequenzen (5 -15 Hz) und Wechselbeanspruchungen zu prufen, wurden weitere Dauerschwingversuche in einem weiteren Versuchsstand mit einem 3- Punkt-Biegeversuch (3PBV) vorgenommen. Das Konzept dieser Versuche ist nahezu identisch mit dem Konzept der zyklischen Versuche im DRBV.

Rissheilungseffekte bei periodischer Beanspruchung

Bei den bisherigen Versuchen wurde die Schwingfestigkeit, d.h. die Ermudungsfestigkeit bei periodisch wiederholter Belastung, ermittelt. In der Praxis treten die periodisch wiederkehrenden Belastungen zufallsartig mit variierender Amplitude und uberspannung auf (Betriebsfestigkeit). Zwischen den einzelnen Schwingspielen konnen unterschiedlich lange Zeitspannen auftreten, in denen uberhaupt keine Belastung vorliegt (siehe Abbildung 1.2). Anband der bisherigen Ergebnisse konnte gezeigt werden, dass die zyklische Ermudung im Wesentlichen ein zeitabhangiger Prozess ist.