Dokument 1.pdf (35.736 KB) - RWTH Aachen University
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6. Analyse des Bruchverhaltens in der Tieflage und im Übergangsbereich<br />
Steigungsänderung auf. Bis zur Spannungsintensität von KI=155MPam ist die Zunahme der<br />
Weibullspannungen mit der steigenden Rissspitzenbelastung deutlich niedriger als für höhere<br />
Spannungsintensitäten.<br />
Um den Einfluss der HLSV auf den Verlauf der Pf-K-Kurve bewerten zu können, werden zusätzlich 2<br />
Rechnungen für SE(B) Proben aus homogenem GW und SG durchgeführt, s. Bild 6.42. Zur<br />
Bestimmung der Pf-K-Kurve wird der gleiche σu2-Wert von 3110 MPa verwendet. Bis zu einer<br />
Spannungsintensität von 80MPam 1/2 stimmen die Pf-K-Kurven für die HLSV und das homogene SG<br />
überein. Bei kleiner äußerer Last ist die plastische Zone auf die Rissspitzenumgebung im SG<br />
beschränkt, so dass keine Differenz sowohl bezüglich der Spannungsintensität als auch der<br />
Weibullspannungen zwischen einer Konfiguration mit der HLSV und aus homogenem SG vorliegt. Mit<br />
steigender Belastung weichen die Pf-K-Kurven für die HLSV und das SG immer mehr voneinander ab.<br />
Durch die zunehmende Entwicklung der plastischen Zonen im GW an der Schmelzlinie werden bei der<br />
Probe mit der HLSV die Spannungen an der Rissspitze im Vergleich zur Probe aus homogenem SG<br />
reduziert. Bis zu einer Spannungsintensität von 170 MPam 1/2 werden für die Konfiguration aus<br />
homogenem SG höhere Weibullspannungen bei gleicher Rissspitzenbelastung bestimmt, wodurch sich<br />
auch eine höhere Versagenswahrscheinlichkeit ergibt. Demnach können mit den Proben aus<br />
homogenem SG zu konservative Abschätzungen der Ausfallwahrscheinlichkeit zwischen Pf=20% und<br />
95% für die Proben mit HLSV erzielt werden.<br />
Versagenswahrscheinlichkeit P f [-]<br />
1.0<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0.0<br />
Exp.,-40°C<br />
FEM,-40°C,su2=3111MPa,HLSV<br />
FEM,-40°C,su2=3111MPa,GW<br />
FEM,-40°C,su2=3111MPa,SG<br />
0 40 80 120 160 200<br />
Bruchzähigkeit K JC [MPam 1/2 ]<br />
Bild 6.42: Vergleich zwischen Pf-K-Kurven für SE(B)18x36 Proben mit der HLSV, aus homogenem<br />
GW und homogenem SG, T=-40°C, EH36-15I, HLSV, a/W=0.5<br />
Aufgrund niedriger Festigkeiten werden für die Proben aus homogenem GW im Vergleich zu Proben<br />
mit der HSLV und aus homogenem SG deutlich kleinere Weibullspannungen bei gleicher<br />
Rissspitzenbelastung berechnet. Mit dem Einsetzen der Weibullreferenzspannung von σu1=3110MPa<br />
wird die Pf-K-Kurve für die Probe aus homogenem GW zu höheren Bruchzähigkeiten verschoben, so<br />
dass die Bruchzähigkeit von 160MPam 1/2 einem Pf-Wert von nur 6% entspricht. Für<br />
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