Fatigue behavior of aluminum-matrix-composites (AMC) in the range of high number of cycles

铝基复合材料(AMC)在高循环次数范围内的疲劳行为

基本信息

项目摘要

Conventional materials reach more and more their limits for demanding light weight constructions. To solve this problem aluminum-matrix-composites (AMCs) have been developed over the past years. AMCs are light weight composites with better mechanical properties in comparison to the matrix material realized by the addition of small high strength ceramic particles. But until now, only a few scientific validated studies concerning the mechanical properties of AMCs are available, so there are only minor application fields for this innovative material group. Sustainable applications for AMCs will be seen in particular in traffic engineering. Hence beside monotonic properties especially the fatigue behavior of these materials is of high interest. Using innovative testing equipment like the ultrasonic testing facility developed at the Institute of Materials Science and Engineering (WKK), load cycles of 107 can be realized within 30 minutes. Within the scope of the recent research project the cyclic deformation behavior of selected AMCs and the aluminum base material was investigated in the range of 105 to 109 load cycles.One central aim of the renewal project is a systematic extension of the previously attained knowledge of the fatigue behavior of AMCs in the for ultrasonic testing systems suitable load cycle range. To describe the effect of the particle volume fraction as a main influence parameter of the mechanical properties of AMCs, the particle fraction should be systematically varied. The established high-resolution measuring methods such as temperature measurements and recording of electrical resistance values will be still used to analyze and describe the microstructural changes. A further central issue of the renewal project is the variation of the load ratio, because especially for particle reinforced metal matrix composite a considerable influence of the mean load on the fatigue behavior and the crack initiation can be expected. Furthermore the results obtained using the ultrasonic testing facility should be compared with investigations carried out with 25 Hz on a servo-hydraulic testing system to clarify a possible influence of the testing frequency.Finally, light- and scanning electron microscopy investigations as well as energy-dispersive x-ray (EDX), residual stress measurements (XRD) and 2D-microhardness mappings will be carried out to characterize the microstructure and the failure mechanism. Additionally, micro-computer tomography scans will be used to determine metallic inclusions as residue of the manufacturing process.
传统的材料达到了越来越多的限制,以要求轻重构造。为了解决这个问题,铝 - 矩阵复合材料(AMC)是在过去几年中开发的。与通过添加小型高强度陶瓷颗粒实现的基质材料相比,AMC是具有更好机械性能的轻质复合材料。但是到目前为止,仅提供有关AMC机械性能的科学验证的研究,因此该创新材料组只有较小的应用领域。 AMC的可持续应用将在交通工程中特别显示。因此,尤其是这些材料的疲劳行为旁边是很高的感兴趣。使用创新的测试设备,例如在材料科学与工程研究所(WKK)开发的超声测试设施,可以在30分钟内实现107的负载周期。在最近的研究项目的范围内,研究了选定AMC和铝基本材料的循环变形行为的范围为105至109个载荷周期。更新项目的一个核心目的是对先前获得的知识的系统扩展。用于超声测试系统中AMC的疲劳行为适当的负载周期范围。为了将粒子体积分数的效果描述为AMC机械性能的主要影响参数,应系统地变化粒子分数。已建立的高分辨率测量方法,例如温度测量和电阻值记录,仍将用于分析和描述微观结构的变化。更新项目的另一个中心问题是负载比的变化,因为对于粒子增强金属基质复合材料,平均负载对疲劳行为的相当大影响可以预期。此外,应将使用超声测试设施获得的结果与在伺服液压测试系统上使用25 Hz进行的研究进行比较,以阐明测试频率的可能影响。网络,光和扫描电子显微镜研究以及能量 - 能量 - 将进行分散X射线(EDX),残留应力测量值(XRD)和2D-微标志映射,以表征微结构和故障机制。此外,将使用微型计算机层析成像扫描来确定金属夹杂物作为制造过程的残留物。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr.-Ing. Guntram Wagner其他文献

Professor Dr.-Ing. Guntram Wagner的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Guntram Wagner', 18)}}的其他基金

Mechanism-correlated characterization of the deformation and damage behavior of thermo-plastic-based fiber metal laminates for property-oriented process development
热塑性纤维金属层压板变形和损伤行为的机制相关表征,用于性能导向的工艺开发
  • 批准号:
    414332488
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens von Mg/Mg-FSW- und Mg/Al-Verbunden unter besonderer Berücksichtigung korrosiver Einflüsse.
Mg/Mg-FSW 和 Mg/Al 复合材料的疲劳行为表征,特别考虑腐蚀影响。
  • 批准号:
    24388282
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Priority Programmes
Alloying- and heating mode dependent microstructure of brazed AISI 304/AlGeSi/AA6082 joints and its influence on the static and cyclic performance
AISI 304/AlGeSi/AA6082 钎焊接头的合金化和加热模式相关显微组织及其对静态和循环性能的影响
  • 批准号:
    448725224
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

构型化纳米碳/铝复合材料的制备及其疲劳与断裂行为研究
  • 批准号:
    52120105001
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    250 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
中强耐损伤Al-Mg-Sc合金高温疲劳裂纹扩展机理研究
  • 批准号:
    51901207
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
铝硅合金相变储热的CSP换热管渗铝钢环境疲劳-蠕变行为及其损伤机理研究
  • 批准号:
    51675058
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
轨道车辆制动用喷射沉积铝硅复合材料的疲劳行为及其机理研究
  • 批准号:
    51205030
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
铝基复合材料在高应变率下的应力应变特性和疲劳行为
  • 批准号:
    59371038
  • 批准年份:
    1993
  • 资助金额:
    6.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Graded Zirconia Structures for Resistance to Chipping, Delamination, and Fatigue
分级氧化锆结构可抵抗碎裂、分层和疲劳
  • 批准号:
    8595174
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
The effect of rapid solidification on the fatigue behavior of aluminum alloy 357
快速凝固对357铝合金疲劳行为的影响
  • 批准号:
    437775-2012
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
Graded Zirconia Structures for Resistance to Chipping, Delamination, and Fatigue
分级氧化锆结构可抵抗碎裂、分层和疲劳
  • 批准号:
    8788784
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Graded Zirconia Structures for Resistance to Chipping, Delamination, and Fatigue
分级氧化锆结构可抵抗碎裂、分层和疲劳
  • 批准号:
    8238242
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Graded Zirconia Structures for Resistance to Chipping, Delamination, and Fatigue
分级氧化锆结构可抵抗碎裂、分层和疲劳
  • 批准号:
    8423731
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了