Teilprojekt C3

In der ersten Förderphase wurde eine Methode entwickelt, die eine einfache Messung der Kontaktfestigkeit ermöglicht. Die verwendete Vorrichtung ist in Bild 1a dargestellt. Als keramische Versuchsproben kommen die üblichen bei der Festigkeitsprüfung verwendeten rechteckigen Stäbe (3×4×45 mm3) oder auch Bruchstücke davon zum Einsatz. Deren Belastung erfolgt über zwei gegenüberliegende Rollen aus gehärtetem Stahl. Über die Grundlagen der Methode und Messungen unter schneller Belastung (Versuchsdauern von wenigen Sekunden) wurde ausführlich in Publikationen wie auch im Arbeitsbericht der 1. Antragsphase berichtet. In der 2. Antragsphase wurde als Analogon zum „dynamischen Biegeversuch“ die Durchführbarkeit und Anwendbarkeit eines „dynamischen Kontaktfestigkeitsversuchs“ untersucht. Ferner wurden in größerem Umfang Versuche unter schwellender Kontaktbelastung durchgeführt und in einer weiteren Entwicklung das Ermüdungsverhalten unter beidseitiger Kugelbelastung betrachtet. Die gewonnen Erkenntnisse flossen in die Entwicklung eines schnellen Design-Tools ein, mit dem speziell Keramiken unter Kontaktbelastung ohne den für Finite Element Simulationen sonst üblichen Vernetzungs- und Rechenaufwand ausgelegt werden können. Parallel hierzu wurde an der Untersuchung von Kontaktschädigung gearbeitet und deren Auswirkung auf die Restfestigkeit und Ausfallwahrscheinlichkeit ermittelt.