Verbesserung der Versagenscharakteristik von hochfesten Stahlblechwerkstoffen durch Kopplung von Messsystemen zur optischen Formänderungsanalysen mit der Schallemissionstechnik

Hauptziel des Projektes ist die rechtzeitige Detektion der kritischen Schädigungsakkumulationsrate sowie Rissinitiierung auf Basis der SEA, gekoppelt mit einem optischen Messsystem zur Formänderungsanalyse auf verschiedene Werkstoffe und verschiedene Spannungszustände.  Dabei werden einzelne kommerziell verfügbare Messsysteme zur Formänderungs- sowie Schallemissionsanalyse miteinander gekoppelt. Für viele Probengeometrien und Versuchsarten soll somit das Materialversagen früher erkannt werden, als dies mit Hilfe eines optischen Messsystems, das ausschließlich Risse erst ab einer ausreichenden Größe an der Probenoberfläche detektieren kann, alleine möglich ist. Durch eine genauere Ermittlung des Zeitpunkts der kritischen, für optische Messsysteme unsichtbaren Schädigung im Probeninneren soll die Genauigkeit der Versagenscharakterisierung erhöht werden. Dies sollte zu einer Steigerung der Qualität der simulationsgestützten Auslegung von Umformprozessen mit hochfesten Blechwerkstoffen führen und eine bessere Werkstoffausnutzung bei höherer Prozesssicherheit in der Fertigung ermöglichen. Die Herausforderung liegt dabei v. a. in der Detektion einer Rissinitiierung unter Scherbeanspruchung, da Scherrisse erfahrungsgemäß zu geringeren SE-Amplituden sowie niedrigeren Frequenzen im Vergleich zu Rissen unter Zugbeanspruchung führen und mit einem optischen Messsystem schwer zu detektieren sind. In diesem Zusammenhang wird mit Hilfe des Licht- und Rasterelektronenmikroskops der Rissinitiierungszeitpunkt bestätigt und darüber hinaus erforscht, ob eine Korrelation mit dem gemessenen SE-Signalen besteht. Ferner wird bewertet, ob es möglich ist, anhand von Frequenzanalysen Rückschlüsse auf unterschiedliche Schädigungsmechanismen und Rissmodi auf der Mikrostrukturebene zu ziehen.