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

f
σσI [MPa]
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
-120°C,0.5C(T),a/W=0.5
-80°C,0.5C(T),a/W=0.5
-40°C,0.5C(T),a/W=0.5
-80°C,SE(B),a/W=0.5
-80°C,SE(B),a/W=0.2
6. Analyse des Bruchverhaltens in der Tieflage und im Übergangsbereich
SE(B),a/W=0.5
SE(B),a/W=0.2
0.5C(T),a/W=0.5
-160 -120 -80 -40 0
Temperatur T [°C]
pl [-]
lnεv
-2.0
-2.5
-3.0
-3.5
-4.0
-4.5
-5.0
-5.5
-6.0
pl
lnεv =-3.41h+3.18
-120°C,0.5C(T),a/W=0.5
-80°C,0.5C(T),a/W=0.5
-40°C,0.5C(T),a/W=0.5
-80°C,SE(B),a/W=0.5
-80°C,SE(B),a/W=0.2
pl
lnεv =-3.41h+4.12
1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50
h [-]
Bild 6.32: Lokale mechanische Feldgrößen an den Spaltbruchursprüngen, RQT701-15I, HLSV
Die Überprüfung des zweiparametrigen Bruchkriteriums erfolgt an den SE(B) Proben mit der HLSV
des Stahls EH36-15I. Das Kriterium wird an denjenigen Proben sowohl mit tiefem als auch kurzem
Riss angewandt, bei denen die erreichten Bruchzähigkeiten den akkumulierten
Versagenswahrscheinlichkeiten von 0.1%, 15%, 50% und 80% nach dem Mastercurve Konzept
entsprechen. Im Ligament der betrachteten Proben, der über die Achse x (Abstand von der Rissspitze)
und der Achse y (Abstand von der Probenmitte) dargestellt wird, werden Bereiche markiert, in denen
die Grenzkurve (erstes Teilkriterium) für die Entstehung und die maximalen Hauptnormalspannungen
(zweites Teilkriterium) für die Instabilität von Mikrorissen erreicht werden, s. Bild 6.33. Die Größe des
überlappenden Gebiets, indem die beiden Teilkriterien gleichzeitig erfüllt sind, nimmt mit steigender
Versagenswahrscheinlichkeit zu. Laut dem zweiparametrigen Spaltbruchkriterium ist die Größe des
Gebiets für die Proben mit unterschiedlicher Risstiefe und Geometrie bei derselben
Versagenswahrscheinlichkeit annäherend gleich [HOH06].
Der Vergleich zwischen den SE(B) Proben mit dem kurzen und dem tiefen Riss zeigt jedoch, dass sich
die Größe des überlappenden Gebiets bei der gleichen Versagenswahrscheinlichkeit unterscheidet.
Diese Größendiskrepanz nimmt mit steigender Versagenswahrscheinlichkeit ab. Der größte
Unterschied von ca. 21% ergibt sich bei kleinen Versagenswahrscheinlichkeiten Pf=0.1% und 15%. Bei
Pf=50% wird die Differenz mit ca. 10% deutlich reduziert und fällt bei Pf=80% auf nur noch 1% ab.
Das überlappende Gebiet ist bei den Proben mit kurzem Riss unabhängig von der
Versagenswahrscheinlichkeit immer größer als bei Proben mit tiefem Riss. Demnach würde eine
Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit für die Kurzrissproben basierend auf dem
überlappenden Gebiet, das sich bei den Proben mit dem tiefen Riss ergibt, zu konservativen
Ergebnissen führen. Die Frage, ob sich eine konservative Abschätzung der
Versagenswahrscheinlichkeit mit dem überlappenden Gebiet der Proben mit tiefem Riss auch für die
bauteilähnlichen Proben oder die angerissenen Bauteile ergeben würde, wird aufgrund des
rechnerischen Aufwands im Rahmen dieser Untersuchungen nicht geklärt.
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