Modelle zur Lebensdauerabschätzung von metallischen und keramischen Strukturen (D 05)

• Subject Area: Mechanics
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 26293245

Die Lebensdauerabschätzung von chemischen Raketenantrieben wird durch die Überlagerung von thermischer, chemischer und mechanischer Beanspruchung erschwert. Bestehende, auf makroskopischer Beobachtung basierende Ansätze berücksichtigen die Interaktion der Einflussfaktoren nur ungenügend und verfügen über einen sehr eingeschränkten, meist triebwerkspezifischen Anwendungsbereich. Um das Lebensdauerverhalten unter komplexen Beanspruchungssituationen abschätzen zu können, werden in diesem Teilprojekt physikalisch und mikromechanisch motivierte Modellierungsstrategien entwickelt und sowohl auf Metalle als auch auf Faserkeramiken angewendet. Es erfolgt eine hierarchische Modellierung über mehrere Skalen hinweg, wobei atomistische bzw. mikromechanische Beobachtungen in Regeln gefasst und in mesoskopische Modelle eingebracht werden. Die homogenisierten Eigenschaften entsprechen dann dem makroskopischen Materialverhalten. Eine Validierung des entwickelten Modells erfolgt mittels experimenteller Untersuchungen in Zusammenarbeit mit den anderen Teilprojekten. Es wird eine umfassende Werkstoffcharakterisierung hinsichtlich Lebensdauer und Materialdegradation ermöglicht, die aufgrund ihres breiten Gültigkeitsbereichs bereits in der Auslegungsphase eines Triebwerkes zur Anwendung kommen kann.

• DFG Programme: CRC/Transregios
• Subproject of: TRR 40: Technological Foundations for the Design of Thermally and Mechanically Highly Loaded Components of Future Space Transportation Systems
• Applicant Institution: Technische Universität München (TUM)
• Co-Applicant Institution: Universität Stuttgart
• Project Head: Professor Dr.-Ing. Bernd-Helmut Kröplin (†)