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6. Analyse des Bruchverhaltens in der Tieflage und im Übergangsbereich
Beremin-Modell bei Pf=50% eine geringfügig höhere und somit weniger konservative
Spaltbruchzähigkeit als mit der Mastercurve erreicht. Der Grund dafür liegt in der unterschiedlichen
Breite der numerischen Streubänder für Pf50%. Wie aus dem Bild 6.41 deutlich wird, ist
das Streuband der Bruchzähigkeiten aufgrund des stärkeren Anstiegs der Weibullspannungen mit den
Spannungsintensitäten für Pf>50% viel schmaler als für Pf>50%. Für T=-60°C liegen im Gegensatz zur
Mastercurve alle experimentellen Daten innerhalb der numerisch bestimmten 5% und 95%-
Versagensgrenzen.
KJmat [MPa*m 0.5 KJmat [MPa*m ]
0.5 ]
300
250
200
150
100
50
0
Exp.
Pf=5%
Pf=50%
Pf=95%
Pf=5%
Pf=50%
Pf=95%
Pf=5%
Pf=50%
Pf=95%
MC: T T0=-56.1°C 0=-56.1°C
Beremin:
m=20.9, σ σu1=3110MPa u1=3110MPa
Beremin:
m=20.9, σ u2
-200 -150 -100 -50 0 50
Temperatur T [°C]
Bild 6.44: Vergleich zwischen den Versuchsdaten, der Mastercurve nach ASTM E 1921 und der
numerischen Prognose der Spaltbruchzähigkeiten, SE(B)18x36 Probe, EH36-20I-HLSV, a/W=0.5
Bei dem höherfesten Stahl RQT701-15I wird das Beremin-Modell sowohl für den GW als auch die
HLSV angewendet. Für den GW werden Beremin-Parameter von m=9.95 und σu1=5493MPa anhand
der 0.5C(T) Proben bei T=-80°C und a/W=0.5 bestimmt. Um die Übertragbarkeit dieser Parameter auf
die anderen Temperaturen zu testen, wird die Versagenswahrscheinlichkeit mit gleichem Parametersatz
bei den Temperaturen T=-120° und -40°C berechnet. Wie bereits bei den vorigen Untersuchungen
festgestellt wird, kann auch bei den höherfesten Stählen die Verschiebung der Pf-KJC-Kurve in
Abhängigkeit von der Temperatur mit gleichem Parametersatz (m, σu1) nicht wiedergegeben werden, s.
Bild 6.45. Mit dem für die jeweilige Temperatur berechneten σu2-Wert können allerdings bessere
Anpassungen an den Versuchskurven erzielt werden. Die lineare Abhängigkeit dieser Werte von der
Temperatur kann in Form einer Funktion mit einem Korrelationsfaktor von 0.997 abgeleitet werden:
MPa
σ u(
T ) = 17 . 675 T + 6859MPa
(6.11)
K
167