Untersuchung der Mikroschädigung in Baustahl mit ESPI

Es wird eine Studie zur stark lokalisierten Mikroschädigung während der Risseinleitung unter zyklischer Beanspruchung am Baustahl vorgestellt. Hierfür werden gekerbte Proben mit einer Beanspruchung im High-Cycle-Fatigue-(HCF-)Bereich belastet. Die Bauteiloberfläche im Bereich der Kerbe wird mit der Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) inspiziert, einem Verfahren zur hochauflösenden und flächenhaften Messung von Dehnungen. Dies geschieht in diskreten Abständen von wenigen Tausend Lastwechseln. Die Auswertung der Messungen zeigt mit zunehmender Materialermüdung eine Lokalisierung sowie Akkumulation der Dehnungen.
Die vorgestellten Ergebnisse entstanden im Rahmen eines laufenden Forschungsvorhabens des Graduiertenkollegs 2075 “Modelle für die Beschreibung der Zustandsänderung bei Alterung von Baustoffen und Tragwerken”. Dieses hat sich zum Ziel gesetzt, die Zustandsentwicklung von Bauwerken unter mechanischer und chemischer Beanspruchung auf unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen zu beschreiben und zu bewerten.

Investigations on micro-damage in mild steel using ESPI
An approach on investigating the highly localized micro damage phenomena during crack initiation under cyclic loading of mild steel is proposed. For this purpose, notched specimens are subjected to stresses in the high-cycle fatigue (HCF) regime. The specimen surface near the notch is inspected using electronic speckle pattern interferometry (ESPI), a technique for high-resolution and full field strain measurement. This is done at discrete intervals of a few thousand load cycles. The evaluation of measurement data showed strain-localization as well as progressive strain-accumulation with increasing number of load cycles.
The results presented were the result of an ongoing research project of the Graduiertenkolleg 2075 “Modelling the constitutive evolution of building materials and structures with respect to aging”. Its goal is to describe and evaluate the constitutional change of structures and materials under mechanical loading and chemical attack with respect to different spatial and temporal scales.