TY - THES

T1 - Anwendung der Laserspeckle-Extensometrie zur Untersuchung des elastischen und bruchmechanischen Verhaltens grobkeramischer feuerfester Baustoffe bei hohen Temperaturen

AU - Koller, Jan D.

PY - 2005/10/12

Y1 - 2005/10/12

N2 - Die Bestimmung der Dehnung und somit des statischen Elastizitätsmoduls und der Bruchenergie feuerfester Baustoffe bei Temperaturen bis 1500°C erfolgt durch ein berührungsloses, selbstmarkierendes Wegmessverfahren, basierend auf dem Prinzip der Laserspeckle-Korrelation. Dabei werden zwei mit Laserlicht beleuchtete Oberflächenbereiche maßstabsgetreu auf CCD-Kameras abgebildet und deren belastungsbedingte Verschiebung sukzessive mittels einer speziell entwickelten Software berechnet. Die Anwendung der Laserspeckle-Extensometrie (LSE) bei hohen Temperaturen erfordert eine Reihe von zusätzlichen Modifikationen des Messaufbaus, wie etwa die exakte geometrische Adaption eines Prüfofens an Prüfmaschine und Messsystem sowie den Einsatz von Interferenzfiltern. Die Bestimmung des statischen Elastizitätsmoduls von drei feuerfesten Steinsorten im Druck- und im Zugversuch sowie die Bestimmung der Bruchenergie anhand eines Keilspaltverfahrens zeigen gute Reproduzierbarkeit und gute Übereinstimmung mit Werten aus der Literatur. Die Anwendbarkeit der LSE bei 1250°C konnte durch stabile, reproduzierbare Messungen aller untersuchten Steinsorten belegt werden. Ein quantitativer Vergleich der Messwerte aus dynamischer und statischer Bestimmungsmethode einerseits sowie die Zunahme des scheinbaren Elastizitätsmoduls bei mehrmaliger Belastung eines Probekörpers andererseits deuten auf ein Kriechverhalten des Steines hin. Messungen im Temperaturbereich zwischen 1200°C und 1400°C zeigen bei allen untersuchten Steinsorten mit steigender Temperatur eine Abnahme des scheinbaren E-Moduls. Bei Temperaturen ab 1400°C können aufgrund der wechselwirkenden Einflüsse der Temperaturstrahlung und der Konvektion sogenannte Dekorrelationseffekte auftreten, die in einer sprunghaften Abweichung in den aufgezeichneten Messwerten resultieren.

AB - Die Bestimmung der Dehnung und somit des statischen Elastizitätsmoduls und der Bruchenergie feuerfester Baustoffe bei Temperaturen bis 1500°C erfolgt durch ein berührungsloses, selbstmarkierendes Wegmessverfahren, basierend auf dem Prinzip der Laserspeckle-Korrelation. Dabei werden zwei mit Laserlicht beleuchtete Oberflächenbereiche maßstabsgetreu auf CCD-Kameras abgebildet und deren belastungsbedingte Verschiebung sukzessive mittels einer speziell entwickelten Software berechnet. Die Anwendung der Laserspeckle-Extensometrie (LSE) bei hohen Temperaturen erfordert eine Reihe von zusätzlichen Modifikationen des Messaufbaus, wie etwa die exakte geometrische Adaption eines Prüfofens an Prüfmaschine und Messsystem sowie den Einsatz von Interferenzfiltern. Die Bestimmung des statischen Elastizitätsmoduls von drei feuerfesten Steinsorten im Druck- und im Zugversuch sowie die Bestimmung der Bruchenergie anhand eines Keilspaltverfahrens zeigen gute Reproduzierbarkeit und gute Übereinstimmung mit Werten aus der Literatur. Die Anwendbarkeit der LSE bei 1250°C konnte durch stabile, reproduzierbare Messungen aller untersuchten Steinsorten belegt werden. Ein quantitativer Vergleich der Messwerte aus dynamischer und statischer Bestimmungsmethode einerseits sowie die Zunahme des scheinbaren Elastizitätsmoduls bei mehrmaliger Belastung eines Probekörpers andererseits deuten auf ein Kriechverhalten des Steines hin. Messungen im Temperaturbereich zwischen 1200°C und 1400°C zeigen bei allen untersuchten Steinsorten mit steigender Temperatur eine Abnahme des scheinbaren E-Moduls. Bei Temperaturen ab 1400°C können aufgrund der wechselwirkenden Einflüsse der Temperaturstrahlung und der Konvektion sogenannte Dekorrelationseffekte auftreten, die in einer sprunghaften Abweichung in den aufgezeichneten Messwerten resultieren.

M3 - Diplomarbeit

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