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6. Analyse des Bruchverhaltens in der Tieflage und im Übergangsbereich
Spannungsintensitäten höher als 160MPam 1/2 zeigt die Probe aus homogenem GW ebenfalls wie die
Konfiguration mit der HLSV einen steilen Anstieg der Weibullspannungen. Bei einer Bruchzähigkeit
von 170MPam 1/2 ergibt sich für alle 3 untersuchten Konfigurationen die gleiche
Versagenswahrscheinlichkeit von ca. 93%.
Neben den Proben mit tiefem Riss wird die Analyse des Spaltbruchverhaltens mit dem Beremin-
Modell auch für die Kurzrissproben (a/W=0.2) durchgeführt. Zwischen beiden Werten σu1=3110MPa
und σu2=3109MPa liegt kein Unterschied vor. Somit sind auch die beiden mit diesen Werten
berechneten Pf-K-Kurven deckungsgleich s. Bild 6.43.
Daraus kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass sich die Weibullreferenzspannung σu1, die für
Proben mit tiefem Riss und T=-80°C resultiert, als Bereminparameter zur Beschreibung des Einflusses
sowohl der Temperatur als auch des Constraints auf das Spaltbruchverhalten bis T=-40°C eignen
könnte. Um dies zu verifizieren, ist allerdings eine höhere Anzahl an statistisch abgesicherten
Versuchen im Sprödbruchbereich erforderlich.
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Versagenswahrscheinlichkeit P f [-]
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Exp.,a/W=0.5
FEM,a/W=0.5,su1=3110MPa
Exp.,a/W=0.2
FEM,a/W=0.2,su2=3109MPa
FEM,a/W=0.2,su1=3110MPa
0 40 80 120 160 200 240
Bruchzähigkeit K Jc [MPam 1/2 ]
Bild 6.43: Die Vorhersage der Versagenswahrscheinlichkeit mit m=20.9 für T=-80°, SE(B)18x36
Probe, EH36-20I-HLSV, a/W=0.5 und 0.2
Bei dem Vergleich zwischen dem Beremin-Modell und dem Mastercurve Konzept kann eine sehr gute
Übereinstimmung der Median-Werte der Bruchzähigkeiten festgestellt werden, s. Bild 6.44. Allerdings
im Hinblick auf die 5% und besonders die 95%-Versagensgrenze ist die numerische Prognose weniger
oder kaum empfindlich gegenüber der Temperaturänderung im Vergleich zur Mastercurve. Bei 95%-
Versagensgrenze für T=-80°C liefert die numerische Prognose ein viel breiteres Versagensstreuband
und eine deutlich weniger konservative Bruchzähigkeit von KJmat=140MPam 0.5 als die Mastercurve.
Für T=-40°C wird eine fast identische Größe des Versagensstreubandes von ∆KJmat=96 MPam 0.5 mit
dem Beremin-Modell und der Mastercurve ermittelt, wobei das numerische Streuband um ca. 26
MPam 0.5 zu niedrigeren Bruchzähigkeiten verschoben ist. Trotz dieser Verschiebung, werden mit dem