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7. Sicherheitsbewertung von hybridlasergeschweißten Bauteilen
Das duktile Bruchverhalten der angerissenen HLSV des Stahls EH36-15I unter Innendruck wird für
zwei Rohre unterschiedlicher Geometrie mit Hilfe des GTN-Modells analysiert, s. Bild 7.17. Das erste
Rohr mit D=271mm und t=15.5mm entspricht dem im vorigen Abschnitt untersuchten Rohr unter
Biegebelastung. In der Längsrichtung des Rohres wird ein semi-elliptischer Oberflächenriss mit
a=5mm und a/c=0.4 an der Schmelzlinie eingebracht. Die Rissöffnungsspannungen wirken demnach in
der Rohrumfangsrichtung. Das zweite Rohr, das die gleiche Risskonfiguration enthält, ist mit
D=920mm und t=12mm deutlich dünnwandiger. Da an den Rohrendkanten keine Kappen aufgesetzt
werden, wirkt keine Längsspannung infolge des Innendrucks. Unter Ausnutzung der Symmetrie in
Längsrichtung wird nur die Hälfte des Rohrs erstellt und vernetzt.
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D=271mm
t=15.5mm
D=920mm
t=12mm
Bild 7.17: FE Vernetzung der zwei untersuchten Rohre unter Innendruck mit semi-elliptischem
Oberflächenriss in Längsrichtung
Die Risswiderstandskurven für die beiden Rohrgeometrie sind den R-Kurven für die C(T) und DE(T)
Proben in Bild 7.18 gegenübergestellt. Für das dickwandigere Rohr mit kleinerem Durchmesser
D=271mm wird mit dem Schädigungsmodell die duktile Rissinitiierung Ji=180N/mm im Niveau der
experimentell bestimmter Initiierung für die DE(T) Probe berechnet. Mit steigendem Risswachstum
resultiert aufgrund stärkerer Zunahme der Spannungsmehrachsigkeit eine flachere R-Kurve als für die
Großzugprobe.