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5. Modellierung des stabilen Risswachstums
In Bild 5.54 werden numerische und experimentelle Ergebnisse für die DE(T) Probe mit der HLSV des
Stahls EH36-15F miteinander verglichen. Anders als bei den HLSV der Stähle mit dem Index „I“, die
mit Nullspalt erzeugt werden, ergibt sich diese HLSV aus Schweißungen am schmalen Spalt der Breite
0.5mm, wobei die numerische Rissinitiierung erst nach dem Nettoquerschnittsfließen auftritt. Der
Beginn des stabilen Risswachstums in den Experimenten erfolgt bei einer niedrigeren
Rissspitzenbelastung als in der Simulation. Während im ersten Versuch der stabile Riss beim Fließen
des Nettoquerschnitts startet, wird beim zweiten Versuch die Rissinitiierung bereits in der ersten Hälfte
des elastischen Bereichs festgestellt. Dies liegt daran, dass die beiden geprüften DE(T) Proben und
besonders die Probe im zweiten Versuch größere Defekte aus fehlender Durchschweißung enthalten,
die als längere Haarrisse entlang der Probenbreite erkennbar sind. Diese Haarrisse bewirken eine
wesentliche Verschärfung des Spannungszustandes vor der Rissspitze, wodurch sich der unruhige
Potentialverlauf mit vielen Steigungsänderungen auch bei sehr kleinen Beanspruchungen ergibt. Somit
können die Rissinitiierungswerte für diese Proben nicht bestimmt werden.
108
Kraft F [kN]
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
Exp. V2
Rissinitiierung
GTN: J i=163 N/mm
Exp. V1: J i=120 N/mm
Exp. V2: J i=34 N/mm
Exp. V1
Exp. V1
Exp. V2
GTN
Pot. V1
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Aufweitung U v [mm]
Bild 5.54: Experimentelle und numerische Last-Verformungskurve für die DE(T) Probe mit der HLSV
des Stahls EH36-15F
In Bild 5.55 sind die Ergebnisse bezüglich des Last-Verformungsverhaltens der DE(T) Probe mit der
HLSV für den Stahl EH36-20I dargestellt. Im ersten Versuch („Exp. V1“) wandert der Riss nach ca.
1mm stabilen Wachstums in Richtung des GW aus. Bevor der Riss den GW erreichen kann, versagt die
Großzugprobe plötzlich durch die Instabilität. Der Grund dafür ist, dass der Riss auf dem Weg in den
GW auf die spröden Bereiche der WEZ trifft. Im zweiten Versuch erfolgt das Rissauswandern
ebenfalls nach 1mm Risswachstum, wobei in diesem Fall der Riss den GW erreicht und sich dort
ausbreitet. Die beiden mit der Potentialmethode ermittelten experimentellen Rissinitiierungswerte Ji
unterscheiden sich um fast 100N/mm voneinander. Dieses Beispiel demonstriert deutlich die
Ungenauigkeiten, die bei der Bestimmung der Rissinitiierung mit der Potentialmethode auftreten
können. Der Potentialverlauf kann mehrere mögliche Steigungssänderungen aufweisen, die stärker oder
GTN
0.38
0.37
0.36
0.35
0.34
0.33
0.32
Potential [V]