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

pl
plastische Vergleichsdehnung εv
0.90
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
Pfad 2 Schmelzlinie
Anfangsriss
SG
SL-SG
Pfad 1
y=1.6 mm
Pfad 1-SG
Pfad 2-GW
Pfad 2-SG
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Abstand vom Anfangsriss [mm]
yy
SL-GW
(a)
pl
plastische Vergleichsdehnung εεv
5. Modellierung des stabilen Risswachstums
0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
y=0.5 mm
SL-SG
SG
Pfad 2 Schmelzlinie
Anfangsriss
SL-GW
Pfad 1
Pfad 1-SG
Pfad 2-GW
Pfad 2-SG
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Abstand vom Anfangsriss [mm]
Bild 5.59: Verlauf der plastischen Vergleichsdehnung εv pl im Fall, dass der Anfangsriss gerade wächst
(a) und auswandert (b) für ∆a=2mm
Für ein besseres Verständnis des Mechanismus hinter dem Rissauswandern ist neben der Auswertung
der lokalen Spannungen und Dehnungen auch die Schädigungsentwicklung dargestellt, die letztendlich
zum Rissauswandern führt. Bild 5.60 (a) zeigt die Schädigungsentwicklung (modifizierter
Hohlraumvolumenanteil f* über die plastische Vergleichsdehnung) für den gerade wachsenden Riss in
dem Element, das die aktuelle Rissspitze enthält, nach 1mm („EL3-SG-1mm“) und 2mm („EL4-SG-
2mm“) Risswachstum. Die Schädigungsentwicklung verstärkt sich mit längerem Riss, so dass die
kritische Porosität nach 2mm Risslänge bei kleinerer Dehnung erreicht wird. Dies liegt daran, dass der
Verlauf der Mehrachsigkeit nach 2mm Risslänge zwei lokale Maxima aufweist, die das Niveau der
Mehrachsigkeit nach 1mm Risswachstum überschreiten, s. Bild 5.61 (a). Das erste lokale Maximum ist
die Folge des hohen Spannungsniveaus im Probenligament beim Anfangsriss. Mit fortschreitendem
Riss baut sich das zweite lokale Maximum vor der aktuellen Rissspitze auf. Beim Auftreten des
Rissauswanderns kann eine ähnlicher Verlauf des Schädigungsparameters f* über die plastische
Dehnung, der beim gerade wachsenden Riss im SG („EL4-SG-2mm“) vorliegt, an der Schmelzlinie im
GW („EL1-SL-GW“) festgestellt werden, s. Bild 5.60 (b). Auf der anderen Seite ist der maximale Wert
der Mehrachsigkeit an der Schmelzlinie im GW höher als im SG sowohl bei dem gerade („EL4-SG-
2mm“) als auch abweichend („EL2-SL-SG“) wachsenden Riss. Die niedrigere Mehrachsigkeit („EL2-
SL-SG“), die an der Schmelzlinie im SG in Vergleich zum GW resultiert, bewirkt eine Verschiebung
der Kurve für die Schädigungsentwicklung in Richtung höherer plastischer Dehnungen. Die kritische
Porosität wird nach allmählichem Anstieg der plastischen Dehnungen in Bereich von 20 bis 65% bei
einer fast unveränderten Mehrachsigkeit von h=1.0 erreicht, s. Bild 5.61 (b).
(b)
yy
113