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Hierarchische Mehrskalenanalyse keramischer Faserverbundwerkstoffe mit poröser Matrixphase

Richter, Henning and Bartsch, Marion and Schmücker, Martin (2012) Hierarchische Mehrskalenanalyse keramischer Faserverbundwerkstoffe mit poröser Matrixphase. Institutsseminar, DLR Köln, Deutschland.

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Abstract

Der oxidkeramische Faserverbundwerkstoff WHIPOX® vereint die Hochtemperaturbeständigkeit monolithischer Keramiken mit dem schadenstoleranten mechanischen Verhalten von sogenannten „Ceramic Matrix Composites“. Erreicht wird dies durch eine schwache Faser-Matrix-Anbindung als Folge hoher Matrixporosität und durch die Verwendung hochfester Fasertypen. Die Mikro-, Meso- und Makrostruktur und damit auch die mechanischen Eigenschaften von WHIPOX®-Kompositen werden entscheidend durch das Herstellverfahren und die gewählten Prozessparameter bestimmt. Aufgrund der Anisotropie und Inhomogenität des Werkstoffs und der Größenabhängigkeit der Festigkeitswerte ist die Bestimmung der für die Auslegung von Bauteilen aus WHIPOX® erforderlichen Kennwerte sehr aufwändig und kostenintensiv. Im Seminarvortrag wird ein prädiktives numerisches Modell vorgestellt, mit dessen Hilfe die elastischen Eigenschaften der Matrixphase und unidirektionaler Einzellagen sowie das Schädigungsverhalten von Faserbündeln unter unterschiedlichen Lastfällen bestimmt werden können. Die parametrisierte Modellgenerierung erlaubt die Anpassung der virtuellen Mikro- und Mesostruktur an unterschiedliche Prozessparameter (Sintertemperatur, Sinterdauer, Faser-volumenanteil). Die Validierung des mikromechanischen Modells erfolgt durch den Vergleich der numerischen Ergebnisse mit analytischen Grenzwerten und experimentell ermittelten Kennwerten.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/78900/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Hierarchische Mehrskalenanalyse keramischer Faserverbundwerkstoffe mit poröser Matrixphase
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Richter, Henninghenning.richter (at) dlr.deUNSPECIFIED
Bartsch, Marionmarion.bartsch (at) dlr.deUNSPECIFIED
Schmücker, Martinmartin.schmücker (at) ddlr.deUNSPECIFIED
Date:12 July 2012
Open Access:No
In DOAJ:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:CMC, WHIPOX, FEM, Mehrskalensimulation, statistisches Volumenelement
Event Title:Institutsseminar
Event Location:DLR Köln, Deutschland
Event Type:Other
Organizer:Institut für Werkstoff-Forschung
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:Propulsion Systems (old)
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L ER - Engine Research
DLR - Research theme (Project):L - Virtual Engine and Validation Methods (old)
Location: Köln-Porz
Institutes and Institutions:Institute of Materials Research > Experimental and Numerical Methods
Deposited By: Richter, Henning
Deposited On:26 Nov 2012 14:37
Last Modified:28 Nov 2012 14:08

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