Dokument 1.pdf (35.736 KB) - RWTH Aachen University

5. Modellierung des stabilen Risswachstums
experimentellen Kurven verglichen. Die maximale Normalspannung σyy max im engsten
Probenquerschnitt, die im Versagenspunkt (Beginn des steilen Lastabfalls) oder bei größerer
Abweichung der FE-Kurve von den Versuchsergebnissen bestimmt wird, entspricht der gesuchten
Trennspannung T0. Sowohl für den GW als auch die HLSV des Stahls werden die Trennspannungen
mittels zweier unterschiedlichen Kerbgeometrien (B und C) nach Tabelle 5.5 ausgewertet, s. Bild 5.39
und Bild 5.40. Als Kohäsivzonenparameter, mit dem weitere Untersuchungen durchzuführen sind, wird
schließlich T0 N =1400MPa für den GW und T0 N =2000MPa für das SG festgelegt. Diese
Trennspannungen sind ca. drei Mal so hoch wie die entsprechenden Streckgrenzen der beiden
Werkstoffphasen. Die maximale Separation nach dem Kohäsivgesetz δ0 kann aus der folgenden
Gleichung berechnet werden:
2Γ0
1
δ 0 =
(5.6)
Τ0
⎛ 2 δ ⎞
⎜ 1 δ 2
1−
+ ⎟
⎝ 3 δ0
δ0
⎠
In dieser Gleichung entspricht die Kohäsivenergie Γ0 der physikalischen Rissinitiierung Ji. Die beiden
Parameter aus dem Separationsgesetz nach Scheider werden zu δ1/ δ0=0.01 und δ1/ δ0=0.75 festgelegt.
Für die bruchmechanischen Berechnungen ergibt sich somit δ0 N =0.055mm für den GW und
δ0 N =0.035mm für das SG.
Kraft F [kN]
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
GW-Exp.
GW-ELPL
C
B
EH36-15I, GW
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50
Durchmesseränderung ∆D [mm]
Spannungen σσyy [MPa]
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
C
B
EH36-15I, GW
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Abstand von der Probenmitte [mm]
Bild 5.39: Last-Verformungskurve und die Auswertung der σyy-Spannung für den GW des Stahls
EH36-15I
95