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5. Modellierung des stabilen Risswachstums
weder ein ausgeprägter Größeneffekt zwischen SE(B) 20x10 und SE(B) 10x5 Proben noch ein Einfluss
des out-of-plane Constraint durch die Dickenabnahme zwischen SE(B) 10x7.5 und SE(B) 10x5 Proben
zu sehen. Im Vergleich zu C(T) Proben wird mit der Verwendung von SE(B) Proben keine Änderung
des Risswiderstandsverhaltens festgestellt.
J-Integral [N/mm]
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
Risswachstum ∆a [mm]
Bild 5.48: Risswiderstandskurve für die SE(B) Proben, S355, GW
20x10 Exp.
20x10 3D GTN D
20x10 3D GTN B
10x7.5 Exp.
10x7.5 3D GTN D
10x7.5 3D GTN B
10x5 Exp.
10x5 3D GTN D
10x5 3D GTN B
Der Vergleich zwischen den numerisch und experimentell bestimmten Risswiderstandskurven für die
untersuchten Geometrien zeigt deutliche Unterschiede je nach dem eingesetzten GTN-Modell, s. Bild
5.48. Mit dem GTN-Modell B wird kein ausgeprägter Einfluss der Probengeometrie bis zum
Risswachstum von ∆a=0.2mm ersichtlich. In Hinblick auf die Rissinitiierung wird mit dem Modell B
für die kleinste Probe (SE(B) 10x5) der niedrigste (Ji=258N/mm) und für die größte Probe (SE(B)
20x10) der höchste Ji Wert (Ji=288N/mm) berechnet. Mit steigender Risslänge nimmt der
Risswiderstand von der größten bis zu kleinsten Probe aufgrund der Abnahme des Constraints zu. Mit
dem GTN-Modell B wird bis auf die Probe SE(B) 20x10 der experimentelle Risswiderstand erheblich
überschätzt.
Eine genauere Abschätzung des experimentellen Risswiderstandes liefert das Modell D, bei dem die
Symmetrie nur in der Dickenrichtung ausgenutzt wird. Die niedrigste Rissinitiierung (Ji=136N/mm)
wird auch mit diesem Modell für die kleinste Probe berechnet. Anders als erwartet, resultiert mit der
Reduktion der Probendicke von 7.5 auf 5mm statt eines Anstieges eine Abnahme des Risswiderstands
um ca. 80N/mm. Mit der Verdoppelung der Probengröße von SE(B) 10x5 auf SE(B) 20x10 ist
abgesehen von der Rissinitiierung, die um ca. 34 N/mm zunimmt, kein Einfluss auf das
Risswiderstandsverhalten festzustellen.
Der Grund, warum die Unterschiede zwischen den GTN-Modellen B und D bezüglich der erzielten
Ergebnisse auftreten, kann nicht eindeutig geklärt werden. Allerdings wird bei den beiden Modellen
unterschiedliche Art des numerischen Schädigungsfortschritts beobachtet. Mit steigendem
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