Abstract
Ziel dieser Arbeit ist es, das Bruchverhalten von zwei feuerfesten Werkstoffen unter kombinierten Modus I und Modus II Bedingungen anhand eines Keispalttest nach Tschegg [1] zu untersuchen. Beim Keispalttest wurden die Nennzugfestigkeit und die spezifische Bruchenergie zweier Materialien untersucht, ein Magnesiawerkstoff und ein Magnesiaspinelwerkstoff. Im Vergleich mit dem reinen Magnesiawerkstoff, verfügt der Magnesiaspinelwerkstoff über eine geringere Nennzugfestigkeit und eine höhere Bruchenergie. Der Keilwinkel hat einen Einfluss auf die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften beider Werkstoffe: die Bruchenergie des Magnesiaspinelwerkstoffes weist keine monotone Tendenz mit zunehmend asymmetrischem Keil, wobei die Nennzugfestigkeiten mit zunehmender Asymmetrie abnimmt. Im Gegensatz hierzu nimmt die Bruchenergie des Magnesiawerkstoffes mit zunehmend asymmetrischem Keil zu. Die Nennzugfestigkeit nimmt ebenfalls mit asymmetrischem Keilwinkel zu und erreicht ein Plateau bei 15-22.5°. Ferner konnte festgestellt werden, dass die gemessenen Bruchparameter unter der asymmetrischen Belastung mit dem 10°-Keilwinkel leicht unter denjenigen der symmetrischen Belastung mit dem 10°-Keilwinkel liegen. Auf der Grundlage von DIC Dehnungsmessungen, wurden die Rissbildung und -ausbreitung, sowie die Entwicklung der Bruchzone untersucht. Verglichen zum reinen Magnesiawerkstoff, entwickelt der Magnesiaspinelwerkstoff eine grössere Anzahl an Mikrorissen, was zu einer grösseren Bruchzone führt. Die Bruchzone im Magnesiaspinelwerkstoff breitet sich aus bevor die Maximalbelastung erreicht wird, und während des Risswachstumprozesses können Rissverzweigungen beobachtet werden. Des Weiteren ruft die asymmetrische Belastung eine schmale Rissausbildungszone hervor. Im Falle eines reinen Magnesiawerkstoffs breitet sich die Bruchzone nach Erreichen der Maximalbelastung aus und keine Rissverzweigung findet statt; nur die Ausbildung eines einzigen Makrorisses lässt sich beobachten. Für beide Werkstoffe führt eine höhere Asymmetrie des Keilwinkels zu einer instabileren Makrorissausbildung.
Titel in Übersetzung | Frakturuntersuchung von feuerfesten Materialien im kombinierten Modus I und im Modus II Beladung |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 7 Apr. 2017 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2017 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis nullSchlagwörter
- Keispalttest
- DIC
- die Rissausbreitung
- die Nennzugfestigkeit
- die spezifische Bruchenergie