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6. Analyse des Bruchverhaltens in der Tieflage und im Übergangsbereich
voneinander unterscheiden. Somit wird bei T=-40°C für GW und HLSV ein fast identischer
Parametersatz (m, σu2) verwendet. Auf der anderen Seite liegt bei gleicher Weibullspannung das
Niveau der Rissspitzenbelastung im GW viel höher als bei der HLSV. Im Hinblick auf den
prognostizierten KJc-Wert bei 50% Versagensgrenze ergibt sich ein Unterschied von ca. 45MPa
zwischen GW und HLSV.
Die Betrachtung der numerischen Pf-Kurven zeigt, dass die Differenz in den KJc-Werten mit dem
Temperaturanstieg von ∆T=40K unter Verwendung von σu1-Werten abnimmt, während sie basierend
auf σu2-Werten zunimmt. Entsprechend der Erwartung nähert sich die numerische Prognose mit σu2-
Werten trotz der unzureichenden Versuchergebnisse besser den nach ASTM E 1921 berechneten
Versagensgrenzen als mit den σu1-Werten, s. Bild 6.50. Es wird deutlich, dass auch hier die
Extrapolation der σu2-Werte im oberen Übergangsbereich die Gültigkeit verliert. Verglichen mit der
Referenztemperatur nach ASTM E 1921 wird mit dem Bereminmodell eine um 4K höhere T0=-53°C
für SE(B)-Proben mit a/W=0.5 berechnet.
172
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=-42.5°C 0=-42.5°C
Beremin:
m=9.95, σ σu1=5572MPa u1=5572MPa
Beremin:
m=9.95, σ u2
-200 -150 -100 -50 0 50
Temperatur T [°C]
Bild 6.50: Vergleich zwischen den Versuchsdaten, der Mastercurve nach ASTM E 1921 und der
numerischen Prognose der Spaltbruchzähigkeiten, 0.5C(T) Probe, RQT701-15I-HLSV, a/W=0.5
Die bisher erzielten Ergebnisse zeigen, dass die Genauigkeit der numerisch vorhergesagten
Zähigkeitskennwerte mit zunehmender Temperatur trotz der Verwendung des von der Temperatur
linear abhängigen Parameters σu2 rapide abnimmt. Eine Verbesserung der numerischen Abschätzung
der Versagenswahrscheinlichkeit kann mit der Modifikation des Bereminmodells nach dem Arrhenius-
Ansatz (s. Kap. 2) erzielt werden. Dieser Modifikation, die von der Erhöhung des
Spaltbruchwiderstands mit zunehmender Temperatur aufgrund der erleichterten Versetzungsbewegung
ausgeht, liegt eine exponentielle Funktion zur Beschreibung der Temperaturabhängigkeit des
Parameters σu zugrunde. Aufgrund geringer Anzahl der experimentellen Datenpunkte werden die
Parameter für das modifizierte Bereminmodell anhand der 50%-Versagensgrenze nach ASTM E 1921