Teilprojekt T1

Zuverlässigkeitsanalyse keramischer Bauteile bei temperaturabhängigem Weibull-Modul

Prof. Dr. Oliver Kraft
Institut für Angewandte Materialien (IAM-ZBS)
Karlsruher Institut für Technologie 

Dr. Heinz Riesch-Oppermann 
Institut für Angewandte Materialien (IAM-WBM)
Karlsruher Institut für Technologie 

Bearbeiter: Dr.-Ing. Martin Härtelt     Email: martin.haertelt∂kit.edu

Im TP C4 „Stochastische Methoden“ des SFB 483 wurden Simulationswerkzeuge zur Beschreibung des Versagensverhaltens und der Zuverlässigkeit keramischer Bauteile unter komplexer thermisch-mechanischer Beanspruchung entwickelt. Im Rahmen des Transferprojektes T1 erfolgt nun eine Erweiterung auf den bei Projektpartner anwendungsrelevanten Fall eines temperaturabhängigen Weibull-Moduls. Hierzu ist es erforderlich, die gesamte Implementierung des Weakest-Link-Ansatzes zu analysieren und numerisch entsprechend anzupassen. Es ist aufgrund der Tatsache, dass der Weibull-Modul als Exponent in allen Beziehungen auftaucht absehbar, dass numerische Schwierigkeiten auftreten können, die durch geeignete Ansätze bewältigt werden müssen. Besonders die Verallgemeinerung auf statisches und zyklisches Risswachstum ist eine Herausforderung. Für die Art der Implementierung ist es weiter wesentlich zu klären ob eine Temperaturabhängigkeit des Weibull-Moduls in reversibler oder irreversibler Weise erfolgt. Beim Projektpartner hierzu vorliegende Daten reichen zur Klärung dieser Frage nicht aus. Daher werden entsprechende experimentelle Untersuchungen konzipiert und durchgeführt, welche eine Entscheidung dieser Fragestellung erlauben und gleichzeitig Hinweise auf die physikalischen Mechanismen geben. Schließlich erfolgt eine Verifikation der Implementierung an einem industrierelevanten Bauteil, dem Sensorelement der Lambdasonde.