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6. Analyse des Bruchverhaltens in der Tieflage und im Übergangsbereich
Bei der Anwendung des zweiparametrigen Bruchkriteriums bei einer Versagenswahrscheinlichkeit
Pf=0.1% entweder nur ein Teilkriterium erfüllt sein oder es liegt kein überlappendes Gebiete vor, in
dem die beiden Teilkriterien erfüllt sind. Im Gegensatz zu diesen Ergebnissen, wird mit dem
zweiparametrigem Bruchkriterium für die HLSV des Stahls EH36-15I ein Gebiet für beide Risstiefen
bestimmt, indem die Mikrorisse entstehen und zur Spaltbruchauslösung führen können. Durch die
Wahl einer höheren maximalen Hauptnormalspannung, die aber unterhalb des maximalen ermittelten
Wertes liegt, oder Verringerung des Mindestabstands zur oberen Grenzkurve, können die Teilkriterien
so modifiziert werden, dass kein überlappendes Gebiet bei Pf=0.1% resultiert. Auf der anderen Seite,
werden durch diese Verschärfung des Bruchkriteriums mit steigender Belastung die Gebiete nicht
berücksichtigt, in denen die metallographisch bestimmten Spaltbruchursprünge tatsächlich vorliegen
müssten. Aus diesen Gründen wird das erste Bruchkriterium bevorzugt, mit dem sich eine
Mindestgröße des überlappenden Gebiets bei Pf=0.1% ergibt.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass der wesentliche Vorteil des zweiparametrigen Bruchkriteriums
in der Einbeziehung von Spannungsmehrachsigkeit h und der plastischen Vergleichsdehnung εv pl für
die Entstehung von Mikrorissen besteht. Mit diesen zwei zusätzlichen Größen wird der Mechanismus
des Spaltbruchversagens im Vergleich zum Spaltbruchkonzept nach [ORO59], bei dem nur die
Hauptnormalspannung εv pl als maßgebende Größe für die Spaltbruchauslösung betrachtet wird, genauer
erfasst. Der Nachteil bei der Anwendung dieses Konzepts liegt in sehr aufwändiger und häufig nicht
eindeutiger Bestimmung der Spaltbruchursprünge für die Auswertung des mechanischen Zustandes.
Außerdem ist eine genaue Ableitung beider Teilkriterien aufgrund starker Streuung der KJc-Werte nicht
möglich. Unter Beachtung der Auswirkungen der hier aufgeführten Nachteile, ist davon auszugehen,
dass sich das Konzept für eine konservative Abschätzung des Spaltbruchversagens von Proben und
Bauteilen mit niedrigem Constraint als in Standard Bruchmechanikproben eignet.
y [mm]
152
7
6
5
4
3
2
1
0
K Jc=44MPam 0.5 , P f=0.1%, a/W=0.5
Entstehung
Instabilität
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
x [mm]
y [mm]
7
6
5
4
3
2
K Jc=58MPam 0.5 , P f=0.1%, a/W=0.2
1
0
Entstehung
Instabilität
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
x [mm]