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5. Modellierung des stabilen Risswachstums
aufrechterhalten. Auf der anderen Seite fallen die εv pl Werte im SG (Pfad 1) hinter diesem Bereich
stärker als im GW ab, wodurch sich kleinere plastische Dehnungen vor der aktuellen Rissspitze
ergeben. Sowohl h als auch εv pl Werte im GW reichen nicht aus, um die Entstehung des zweiten Risses
auszulösen.
Die Ergebnisse aus der Schädigungsberechnung für das zweite Modell mit y=0.5mm und dem
Auftreten des Rissauswanderns sind in Bild 5.58 (b) und Bild 5.59 (b) dargestellt. Bevor das
Rissauswandern stattfinden kann, initiiert zunächst der zweite Riss an der Schmelzlinie im GW 1mm
von dem Anfangsriss entfernt. Anders als im ersten Modell mit y=1.6mm ist das Niveau der
Mehrachsigkeit im zweiten Modell an der Schmelzlinie ausreichend hoch, um den zweiten Riss
auszulösen. Werden die Ergebnisse für das 2D und 3D Modell miteinander verglichen, so fällt auf, dass
der zweite Riss im 3D Modell bereits nach 0.5mm Risswachstum des Anfangsrisses in der Probenmitte
entsteht, s. Bild 5.57. Da jedoch die Spannungsmehrachsigkeit in 2D Modell aufgrund des maximalen
out-of-plane Constraints höher als in Probenmitte des 3D Modells ist, wird eine frühere Initiierung des
zweiten Risses in 2D Modell erwartet. Mit dem früheren Auftreten des zweiten Risses im 3D Modell
wird klar, dass neben der Spannungsmehrachsigkeit der Einfluss der plastischen Vergleichsdehnung
εv pl für die duktile Rissinitiierung nicht zu vernachlässigen ist. Die maximalen h und εv pl Werte beim
Rissauswandern sind fast um den Faktor 3 höher an der Schmelzlinie im GW und im SG (Pfad 2) als in
Richtung des Anfangsrisses im SG (Pfad 1). Bis auf das lokale Maximum, das bei der Vereinigung der
beiden Risse vorliegt, sind keine großen Unterschiede beim Niveau der plastischen Dehnungen für die
beiden Modelle mit y=1.6 und 0.5mm festzustellen. Die lokalen Maxima der h und εv pl Werte, die
verantwortlich für die Vereinigung der beiden Risse und somit für das Rissauswandern sind, werden an
der Schmelzlinie im SG (Pfad 2) in einem Abstand von ca. 1mm von dem Anfangsriss erreicht. Mit εv pl
Werten von fast 0.7 wird deutlich, dass das Rissauswandern in erster Linie durch die hohe Dehnungen
an der Schmelzlinie kontrolliert wird.
Spannungsmehrachsigkeit h
112
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Pfad 2 Schmelzlinie
Anfangsriss
Pfad 1-SG
Pfad 2-GW
Pfad 2-SG
Pfad 1
SG
y=1.6 mm
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Abstand vom Anfangsriss [mm]
yy
SL-GW
SL-SG
(a)
Spannungsmehrachsigkeit h
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Pfad 2 Schmelzlinie
Anfangsriss Pfad 1
Pfad 1-SG
Pfad 2-GW
Pfad 2-SG
y=0.5 mm
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Abstand vom Anfangsriss [mm]
yy
SL-GW
SG
SL-SG
Bild 5.58: Verlauf der Spannungsmehrachsigkeit h für ∆a=2mm im Fall, dass der Anfangsriss gerade
wächst (a) und auswandert (b)
(b)