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5. Modellierung des stabilen Risswachstums
Bild 5.63: Verteilung der Spannungsmehrachsigkeit h in der Probenmitte für 3 unterschiedliche
Probengeometrien zum Zeitpunkt des Rissauswanderns
pl
plastische Vergleichsdehnung εv
116
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
∆a=0.2mm
SL-GW
yy
SG
SL-SG
Pfad 2 Schmelzlinie
Anfangsriss
Pfad 1
C(T), y=0.25 mm
Pfad 1-SG
Pfad 2-GW
Pfad 2-SG
(a)
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Abstand vom Anfangsriss [mm]
pl
plastische Vergelichsdehnung εv
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
SL-SG
SL-GW
SG
∆a=0.6mm
SE(B), y=0.25 mm
Pfad 1-SG
Pfad 2-GW
Pfad 2-SG
(b)
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Abstand vom Anfangsriss [mm]
pl
plastische Vergleichsdehnung εεv
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
SG
∆a=0.6mm
SL-SG
SL-GW
Pfad 1-SG
Pfad 2-GW
Pfad 2-SG
DE(T), y=0.25 mm
(c)
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Abstand vom Anfangsriss [mm]
Bild 5.64: Verteilung der plastischen Vergleichsdehnung εv pl in der Probenmitte für 3 unterschiedliche
Probengeometrien zum Zeitpunkt des Rissauswanderns
Die Schädigungsentwicklung für alle 3 untersuchten Probengeometrien ist in Bild 5.65 zu sehen. Der
modifizierte Hohlraumvolumenanteil f* und die plastische Vergleichsdehnung εv pl werden im ersten
Element vor der Anfangsrissspitze (SE(B)-SG, DE(T)-SG) und in dem ersten geschädigten Element im
GW an der Schmelzlinie (C(T)-GW, SE(B)-GW, DE(T)-GW) ausgewertet. Bei gleicher plastischer
Vergleichsdehnung unter 20% ist die Schädigungsentwicklung im GW aufgrund des höheren Niveaus
der Mehrachsigkeit stärker ausgeprägt als im SG für SE(B) und DE(T) Proben. Da aber dieses Niveau
bei größeren plastischen Dehnungen nicht aufrechterhalten bleibt, initiiert der erste Riss für die beiden
Proben zunächst im SG.
modifizierter Hohlraumvolumenanteil f*
0.035
0.030
0.025
0.020
0.015
0.010
0.005
0.000
SG
fc =0.03
GW
fc =0.027
charakteristische
Punkte
DE(T)-SG
DE(T)-GW
SE(B)-SG
SE(B)-GW
C(T)-GW
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
pl
plastische Vergleichsdehnung εv Bild 5.65: Schädigungsentwicklung über die plastische Vergleichsdehnung für drei unterschiedliche
Probengeometrien
Alle resultierenden Kurven für die drei untersuchten Proben weisen einen charakteristischen Punkt auf,
bei dem der Schädigungsprozess deutlich voranschreitet, ohne dass die plastischen Dehnungen
wesentlich zunehmen. Diese verstärkte Schädigungsentwicklung ist vor allem im ersten geschädigten
Element (C(T)-GW, SE(B)-SG, DE(T)-SG) mit dem charakteristischen Punkt bei einer Dehnung von
18% für die C(T) und 23% für die SE(B) Probe zu beobachten. Der modifizierte Hohlraumanteil
erreicht in diesem Element die kritische Porosität bei fast konstantem Dehnungs- und abfallendem