Dokument 1.pdf (35.736 KB) - RWTH Aachen University
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7. Sicherheitsbewertung von hybridlasergeschweißten Bauteilen<br />
200<br />
K R<br />
1.8<br />
1.6<br />
1.4<br />
1.2<br />
1.0<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0.0<br />
Option 0 (GW)<br />
Option 0 (SG)<br />
Option 1 (GW)<br />
Option 1 (SG)<br />
Option 2<br />
Option 3<br />
Option 4<br />
Rohr, D=271mm<br />
Rohr, D=902mm<br />
EH36I-15<br />
GTN, 140bar<br />
GTN, 582bar<br />
133bar<br />
548bar<br />
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4<br />
L R<br />
Bild 7.19: Sicherheitsbewertung für zwei unter Innendruck belastete Rohre<br />
Die deutlich höheren Rissinitiierungswerte, die sich mit dem GTN-Modell für beide Rohre im<br />
Vergleich zur C(T) Probe ergeben, führen zur weniger konservativen Sicherheitsbewertung als mit der<br />
FITNET-Prozedur ohne Einbeziehung der Constraintkorrekturen. Diese optimierte Ausnutzung des<br />
Werkstoffspotentials wird über den Anstieg der KR Werte für die numerisch bestimmte Rissinitiierung<br />
(„GTN, 140bar“ und „GTN, 582bar“) gegenüber der FITNET-Prozedur („133bar“ und „548bar“)<br />
ersichtlich. Auf der anderen Seite können die Vorteile der Schädigungsanalyse gegenüber der FITNET-<br />
Prozedur nicht verdeutlicht werden, wenn als Referenzgröße der kritische Innendruck und die LR Achse<br />
betrachtet wird. In diesem Fall würde die Verwendung der numerisch bestimmten Kennwerte einen<br />
Anstieg des kritischen Innendrucks von nur ca. 6% für die beiden Rohre ergeben. Der Grund dafür ist,<br />
dass ein deutlicher Verformungszuwachs nach dem Erreichen des Nettoquerschnittsfließens einer<br />
wesentlich kleineren Lastzunahme entspricht. Bei der Darstellung der normierten Verformung anstelle<br />
der normierten Belastung auf der Abszisse des FAD-Diagramms, konnte die aus dem GTN<br />
resultierende höhere Verformungskapazität beim Beginn des stabilen Risswachstums veranschaulicht<br />
werden.<br />
Viele vorhandene Bruchbewertungsmethoden, wie z.B. die FITNET-Prozedur, basieren auf den last-<br />
oder festigkeitskontrollierten Ansätzen und sind deshalb für die Beschreibungen der Situationen mit<br />
großen plastischen Verformungen ungeeignet, bei denen ein kleiner Spannungsanstieg zu einer<br />
deutlichen Dehnungszunahme führen kann. Aus diesen Gründen wurden in den letzten Jahren viele<br />
Forschungsprojekte gestartet, mit dem Ziel, dehnungsbasierte Prozeduren oder Kriterien zu entwickeln.<br />
Mit Hilfe der vorhandenen Schädigungsmodelle, wie dem in dieser Arbeit vorgestellten GTN-Modell,<br />
könnte der experimentelle Aufwand und der damit verbundene Kostenfaktor bei der Entwicklung<br />
dieser Kriterien stark reduziert werden.
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