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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.,a/W=0.5
FEM,a/W=0.5,su2=5321MPa
FEM,a/W=0.5,su1=5493MPa
FEM,a/W=0.5,su3=4714MPa
Exp.,a/W=0.2
FEM,a/W=0.2,su2=5848MPa
FEM,a/W=0.2,su1=5493MPa
FEM,a/W=0.2,su3=5321MPa
0 50 100 150 200 250 300
Bruchzähigkeit K Jc [MPam 1/2 ]
Bild 6.46: Die Vorhersage der Versagenswahrscheinlichkeit für -120°, SE(B)13x26 Probe, RQT701-
15I, GW, a/W=0.5 und 0.2, m=9.95
Für a/W=0.2 kann im Gegensatz zu der HLSV des Stahls EH36-15I keine genaue Abschätzung der Pf-
Werte mit der für a/W=0.5 bestimmten Weibullspannung σu3=5321MPa erhalten werden. Wird eine
Bruchzähigkeit von KJc=160MPam 1/2 erreicht, so liefert dieser σu3-Wert mit 80% anstatt von 54% eine
sehr konservative Prognose der Versagenswahrscheinlichkeit. Ein Vergleich zwischen den Pf-K-
Kurven, die für a/W=0.2 und 0.5 mit gleichem σu=5321MPa bestimmt werden, zeigt, dass die
grundsätzliche Tendenz der Verschiebung der Pf-K-Kurven zu höheren KJc Werten aufgrund der
Constraintabnahme mit dem numerischen Ansatz beschrieben werden kann. Die gleiche Tendenz wird
auch durch die Veränderung der Probenform von C(T) zu SE(B) Proben beobachtet.
Insgesamt kann aber festgestellt werden, dass für den GW des RQT701-15I der Einfluss der
unterschiedlichen Spannungszustände auf die Pf-K-Kurve, die durch die Änderung der Probenform
oder der Anfangsrisslänge bewirkt werden, mit gleichem σu Wert nicht ausreichend genau zu
quantifizieren ist. Eine bessere Erfassung dieses Einflusses der Mehrachsigkeit („constraint effeC(T)s“)
erfordert eine Modifikation oder die Erweiterung des ursprünglichen Beremin-Modells unter
Einbeziehung der plastischen Vergleichsdehnung.
Im Bild 6.47 sind die numerischen Ergebnisse zusammen mit den dickenkorrigierten Versuchsdaten
und der zugehörigen Mastercurve für 0.5C(T) Probe bei -120°, -80° und -40°C eingetragen. Wie in den
vorigen Diagrammen wird bei den numerischen Ergebnissen zwischen den beiden Weibullspannungen
σu1=5493MPa und σu2 unterschieden. Die Referenztemperatur, die sich aus der Gl. (6.7) für
dickenkorrigierte numerische KJC-Werte bei -80°C ergibt, beträgt -67.5°C.
Während das Originalmodell zu hohe 95%-Versagenswerte bei -120°C liefert, werden die KJc-Werte
bei -40°C deutlich unterschätzt, wodurch konservative Aussagen bezüglich des Spaltbruchwiderstandes
entstehen. Die experimentellen Streubänder werden für T=-120°, -80° und -40°C viel genauer mit dem
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