Festigkeits- und Thermoschockuntersuchungen an stabförmigen Proben aus einem elektrokeramischen Kompositwerkstoff

Hannes Grünbichler

Festigkeits- und Thermoschockuntersuchungen an stabförmigen Proben aus einem elektrokeramischen Kompositwerkstoff

Translated title of the contribution: Characterisation of mechanical and thermal behaviour of electroceramic composit materials

Hannes Grünbichler

Chair of Structural and Functional Ceramics (410)

Research output: Thesis › Diploma Thesis

Abstract

In this thesis the mechanical and the thermal shock behaviour of complex rod-shaped specimens made of an electroceramic composit-material is characterized. The fracture strength of the composit-material is determined with a one-point-bending test, the three-point-bending test and the four-point-bending test in order to measure different effective volumes and different areas of the specimen. These tests are also used to measure the retained strength of the material after the water quench test. By the size effect it is tried to predict the fracture strength measured by one-point-bending test out of the three-point-bending test and four-point-bending test. The critical temperature difference of the material is determined with a water quench test. In order to describe the thermal shock behaviour it is important to work out all required material properties. The cracks resulting from the thermal shock become visible with the dye-penetration-method. The retained fracture strength of the composit-material is determined with a one-point-bending test, the three-point-bending test and the four-point-bending. The FE-modelling is based on the hypotheses of the linear elastic theory. The computation implies the strongly temperature dependent properties of the composite-material. It will be shown that the value of the critical temperature difference determined with the computation corresponds with the experimental received value.

Translated title of the contribution	Characterisation of mechanical and thermal behaviour of electroceramic composit materials
Original language	German
Supervisors/Advisors	Supancic, Peter Hans, Co-Supervisor (internal) Danzer, Robert, Supervisor (internal)
Award date	7 Apr 2006
Publication status	Published - 2006

Bibliographical note

embargoed until null

Keywords

mechanical strength bending test thermal shock behaviour

Cite this

@phdthesis{5a9f0bd2694548ba9326db6fa5729d75,

title = "Festigkeits- und Thermoschockuntersuchungen an stabf{\"o}rmigen Proben aus einem elektrokeramischen Kompositwerkstoff",

abstract = "In dieser Arbeit wird das mechanische und Thermoschockverhalten elektrokeramischer stabf{\"o}rmiger Proben aus einem Kompositwerkstoff charakterisiert. Die Festigkeit wird mittels Knicktest, Drei-Punkt-Biegeversuch und Vier-Punkt-Biegeversuch ermittelt, um unterschiedliche effektive Volumina und unterschiedliche Bereiche der Probenk{\"o}rper zu pr{\"u}fen. {\"U}ber den Gr{\"o}{\ss}eneffekt wird dabei untersucht, ob die Festigkeit - ermittelt aus dem Knicktest - aus dem Drei-Punkt-Biegeversuch oder Vier-Punkt-Biegeversuch konsistent m{\"o}glich ist. Diese Tests werden auch f{\"u}r die Restfestigkeitsmessungen nach dem Wasserabschreckversuch herangezogen. Die kritische Temperaturdifferenz nach einem Thermoschock wird mit Hilfe des Wasserabschreckversuchs f{\"u}r das Material bestimmt. Weiters werden die f{\"u}r die Beschreibung des Temperaturwechselverhaltens n{\"o}tigen Werkstoffeigenschaften bestimmt. Die entstandenen Risse der thermogeschockten Probe werden mit Hilfe der Farbeindring-Methode sichtbar gemacht. Zur Bestimmung der Restfestigkeit des Materials werden die oben genannten Tests herangezogen. Grundlage f{\"u}r die FE-Modellierung des Bauteilverhaltens ist die Hypothese der linear-elastischen Theorie, au{\ss}erdem werden die stark temperaturabh{\"a}ngigen Materialeigenschaften bei der mathematisch physikalischen Berechnung ber{\"u}cksichtigt. Es kann eine {\"U}bereinstimmung der im FE-Modell bestimmten kritischen Temperaturdifferenz mit der experimentell ermittelten Temperaturdifferenz gezeigt werden.",

keywords = "Festigkeit Biegetest Knicktest Thermoschockverhalten, mechanical strength bending test thermal shock behaviour",

author = "Hannes Gr{\"u}nbichler",

note = "gesperrt bis null",

year = "2006",

language = "Deutsch",

}

TY - THES

T1 - Festigkeits- und Thermoschockuntersuchungen an stabförmigen Proben aus einem elektrokeramischen Kompositwerkstoff

AU - Grünbichler, Hannes

N1 - gesperrt bis null

PY - 2006

Y1 - 2006

N2 - In dieser Arbeit wird das mechanische und Thermoschockverhalten elektrokeramischer stabförmiger Proben aus einem Kompositwerkstoff charakterisiert. Die Festigkeit wird mittels Knicktest, Drei-Punkt-Biegeversuch und Vier-Punkt-Biegeversuch ermittelt, um unterschiedliche effektive Volumina und unterschiedliche Bereiche der Probenkörper zu prüfen. Über den Größeneffekt wird dabei untersucht, ob die Festigkeit - ermittelt aus dem Knicktest - aus dem Drei-Punkt-Biegeversuch oder Vier-Punkt-Biegeversuch konsistent möglich ist. Diese Tests werden auch für die Restfestigkeitsmessungen nach dem Wasserabschreckversuch herangezogen. Die kritische Temperaturdifferenz nach einem Thermoschock wird mit Hilfe des Wasserabschreckversuchs für das Material bestimmt. Weiters werden die für die Beschreibung des Temperaturwechselverhaltens nötigen Werkstoffeigenschaften bestimmt. Die entstandenen Risse der thermogeschockten Probe werden mit Hilfe der Farbeindring-Methode sichtbar gemacht. Zur Bestimmung der Restfestigkeit des Materials werden die oben genannten Tests herangezogen. Grundlage für die FE-Modellierung des Bauteilverhaltens ist die Hypothese der linear-elastischen Theorie, außerdem werden die stark temperaturabhängigen Materialeigenschaften bei der mathematisch physikalischen Berechnung berücksichtigt. Es kann eine Übereinstimmung der im FE-Modell bestimmten kritischen Temperaturdifferenz mit der experimentell ermittelten Temperaturdifferenz gezeigt werden.

AB - In dieser Arbeit wird das mechanische und Thermoschockverhalten elektrokeramischer stabförmiger Proben aus einem Kompositwerkstoff charakterisiert. Die Festigkeit wird mittels Knicktest, Drei-Punkt-Biegeversuch und Vier-Punkt-Biegeversuch ermittelt, um unterschiedliche effektive Volumina und unterschiedliche Bereiche der Probenkörper zu prüfen. Über den Größeneffekt wird dabei untersucht, ob die Festigkeit - ermittelt aus dem Knicktest - aus dem Drei-Punkt-Biegeversuch oder Vier-Punkt-Biegeversuch konsistent möglich ist. Diese Tests werden auch für die Restfestigkeitsmessungen nach dem Wasserabschreckversuch herangezogen. Die kritische Temperaturdifferenz nach einem Thermoschock wird mit Hilfe des Wasserabschreckversuchs für das Material bestimmt. Weiters werden die für die Beschreibung des Temperaturwechselverhaltens nötigen Werkstoffeigenschaften bestimmt. Die entstandenen Risse der thermogeschockten Probe werden mit Hilfe der Farbeindring-Methode sichtbar gemacht. Zur Bestimmung der Restfestigkeit des Materials werden die oben genannten Tests herangezogen. Grundlage für die FE-Modellierung des Bauteilverhaltens ist die Hypothese der linear-elastischen Theorie, außerdem werden die stark temperaturabhängigen Materialeigenschaften bei der mathematisch physikalischen Berechnung berücksichtigt. Es kann eine Übereinstimmung der im FE-Modell bestimmten kritischen Temperaturdifferenz mit der experimentell ermittelten Temperaturdifferenz gezeigt werden.

KW - Festigkeit Biegetest Knicktest Thermoschockverhalten

KW - mechanical strength bending test thermal shock behaviour

M3 - Diplomarbeit

ER -