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Versagenswahrscheinlichkeit P f [-]
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
6. Analyse des Bruchverhaltens in der Tieflage und im Übergangsbereich
Exp,-100°C
FEM,-100°C,su1=4141MPa
Exp.,-60°C
FEM,-60°C,su2=4277MPa
FEM,-60°C,su1=4141MPa
Exp.,-40°C
FEM,-40°C,su2=4407MPa
FEM,-40°C,su1=4141MPa
0 40 80 120 160 200 240 280
Bruchzähigkeit K Jc [MPam 1/2 ]
Bild 6.36: Vorhersage der Versagenswahrscheinlichkeit mit m=12.14 für T=-100°, -60° und -
40°C,SE(B)13x26 Probe, EH36-15I,HLSV, a/W=0.5
Trotz zu wenig vorliegender Versuchsergebnisse wird basierend auf den bisherigen Untersuchungen
[SEE07], [MER02] davon ausgegangen, dass mit den zunehmenden Temperaturen besonders ab dem
Beginn des tieferen Übergangsbereichs bei T=-60°C, das Beremin-Modell die Gültigkeit verliert und
die Übertragbarkeit der Parameter auf die anderen Temperaturen nicht mehr möglich ist. Da die
ständige Anpassung der Weibullspannungen bei jeweiliger Temperatur aus der Sicht der Modellierung
wenig Sinn macht, wird nach einem empirischen Zusammenhang zwischen der Temperatur und dem
σu-Wert gesucht. Um eine Temperaturmodifikation von σu abzuleiten, sind größere Datensätze bei
unterschiedlichen Temperaturen erforderlich. Nichtsdestotrotz kann zwischen σu-Werten, die für die
Berechnung der zweiten Kurven verwendet werden, und der jeweiligen Temperatur ein linearer
Zusammenhang mit dem Korrelationskoeffizenten von 0.97 hergestellt werden:
MPa
σ u(
T ) = 4 . 29 T + 4560.
7MPa
(6.9)
K
Nach dieser Gleichung steigt der Weibullparameter σu mit der zunehmenden Temperatur an. Wie in
Kap. 2 hingewiesen wird, existiert in der Literatur zurzeit kein Konsens über die Abhängigkeit dieses
Parameters von der Temperatur.
Die bei Temperaturen T=-60° und -40°C numerisch ermittelten Pf-K Verläufe unterscheiden sich
qualitativ deutlich von dem Pf-K Verlauf bei T=-100°C. Der qualitative Verlauf der Pf-K Kurven
entspricht dem Verlauf von zwei zusammengesetzten Weibull-Kurven mit unterschiedlichen
Steigungen. Diese „bimodale Form“ ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Probe aus zwei
Werkstoffen, dem GW und dem SG; besteht. Bis zu einer Spannungsintensität von KI=160MPam 1/2
weist die Pf-K Kurve sowohl bei T=-60°C als auch -40°C den Verlauf auf, der durch einen Exponenten
beschrieben werden kann. Für KI Werte größer als 160MPam 1/2 geht die Pf-K Kurve in eine zweite
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