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5. Modellierung des stabilen Risswachstums
Die numerische Last-Verformungskurve weist eine niedrigere Steifigkeit im elastischen Bereich als die
Versuchskurve auf. Nach dem Erreichen des maximalen Wertes fällt die numerische Kraft mit
steigender Aufweitung rapide ab, s. Bild 5.35. Beim Risswiderstandverhalten wird eine gute
Übereinstimmung zwischen Numerik und Versuchsdaten für die Rissinitiierung und den
Risswiderstand bis ∆a=0.3mm erzielt. Die Rissinitiierung aus der Schädigungssimulation ist mit
Ji=61.4N/mm um ca. 7.6% höher als der experimentelle Wert Ji=57N/mm. Mit steigendem
Risswachstum (∆a>0.3 mm) schreitet der Schädigungsprozess im numerischen 2D-Modell stärker als
in der Realität fort, da die Veränderungen des Spannungszustandes mit dem 2D Modell nicht mehr
genau beschrieben werden können. Allerdings zeigt der experimentell Risswiderstand, der mit der
Mehrprobenmethode bestimmt wird, bei größeren Risslängen starke Streuung.
Kraft F [kN]
25
20
15
10
5
0
Exp.
GTN 2D-01 D
RQT701-15I, HLSV
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8
Aufweitung U v [mm]
J-Integral [N/mm]
250
200
150
100
50
0
Exp.
GTN 2D-01 D
RQT701-15I, HLSV
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
Risswachstum ∆a [mm]
Bild 5.35: Last-Aufweitungs- und die Risswiderstandskurve für RQT701-15I, HLSV, Modell D
Die Bruchflächen für den GW und das SG der Stähle RQT701-15 und RQT701-20 zeigen eine große
Ähnlichkeit bei der Morphologie und der Struktur der Waben, s. Bild 5.33 und Bild 5.36. Die
Bruchfläche für den GW besteht zum größten Teil aus primären Hohlräumen mit Größen zwischen 10
und 30µm. Diese Hohlräume grenzen entweder direkt aneinander oder sind über die sekundären
Hohlräume miteinander verbunden. Die Bruchfläche für das SG enthält keine primären Hohlräume
sondern setzt sich aus gleichmäßig verteilten sekundären Hohlräumen mit Größen zwischen 2 und 8µm
zusammen.
50 µm 50 µm
Bild 5.36: Bruchflächen der 0.8C(T) Proben für RQT701-20F, GW (links) und RQT701-20I, SG
(rechts)
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