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6. Analyse des Bruchverhaltens in der Tieflage und im Übergangsbereich
bei Temperaturen, T=-120°C, -80°C, -40°, -20°C und 0°C angepasst. Die Parameter für das
modifizierte Modell ergeben sich zu c=0.0087, σu(0)=7587MPa und σu0=3697MPa.
Aufgrund der beschriebenen Vorgehensweise zur Anpassung von Parametern wird mit dem
modifiziertem Bereminmodell eine gute Übereinstimmung bezüglich der 50%-Versagensgrenze mit
dem Mastercurve-Konzept von der Tieflage bis zum oberen Übergangsbereich (T=20°C) erhalten, s.
Bild 6.51. Für die 95%-Versagensgrenze werden mit dem modifiziertem Modell bis T=0°C etwas
höhere Bruchzähigkeiten als nach ASTM E 1921 bestimmt. Ab T=-40°C liefert das modifizierte
Bereminmodell eine bessere Anpassung an die Mastercurve Ergebnisse bezüglich der 5%-
Versagensgrenze als das Bereminmodell mit linearer Temperaturabhängigkeit des σu2 Parameters.
Grundsätzlich bewirkt die Modifikation des Bereminmodells eine Verschiebung der Versagensgrenzen
zu höheren Bruchzähigkeiten hin im Vergleich zum Bereminmodell mit der Anwendung des σu2-
Parameters. Für T=20°C ergibt sich mit dem modifiziertem Modell eine deutlich niedrigere
Bruchzähigkeit bei 95%-Versagensgrenze als mit der Mastercurve, s. Bild 6.51. Der Grund dafür ist,
dass ab einer bestimmten Spannungsintensität die Weibullspannungen viel stärker ansteigen, was auch
in vorigen Untersuchungen beobachtet werden konnte. Grundsätzlich ist festzustellen, dass mit dem
modifizierten Bereminmodell nach dem Arrhenius-Ansatz eine verbesserte numerische Vorhersage des
Spaltbruchverhaltens möglich ist.
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 u2
Beremin:
m=9.95,σ m=9.95,σu=f(σ u=f(σu(0),σ u(0),σu0,c,T) u0,c,T)
c=0.0087,σ c=0.0087,σu(0)=7587MPa u(0)=7587MPa
σ σu0=3697MPa u0=3697MPa
-200 -150 -100 -50 0 50
Temperatur T [°C]
Bild 6.51: Vergleich zwischen den Versuchsdaten, der Mastercurve nach ASTM E 1921 und der
numerischen Prognose nach dem modifizierten Bereminmodell der Spaltbruchzähigkeiten, 0.5C(T)
Probe, RQT701-15I-HLSV, a/W=0.5
6.4 Anwendung des gekoppelten Modells
Die Versagenswahrscheinlichkeit wird im vorangegangenen Kapitel ohne Berücksichtigung des
stabilen Risswachstums mit dem Beremin-Modell ermittelt. Um den Einfluss des wachsenden Risses
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