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8. Zusammenfassung und Ausblick
Nach der Überprüfung der ermittelten Parameter wird in weiteren Schädigungsanalysen die Neigung
zum Rissauswandern für den Stahl S355 untersucht. Es kann festgestellt werden, dass das
Rissauswandern nicht durch das Abweichen des einzelnen Risses aus dem SG in den GW stattfindet,
sondern dass zunächst ein zweiter Riss an der Schmelzlinie im GW entsteht und sich schließlich mit
dem Riss im SG vereint. Die höhere Verformungsenergie, die der Vereinigung der beiden Risse
vorausgeht, führt zum Anstieg des Risswiderstands gegenüber dem Widerstand beim geradlinigen
Rissverlauf in der Schweißgutmitte. Der Vergleich zwischen den unterschiedlichen Anfangsrisslagen
(Schweißnahtmitte, Schmelzlinie und 0.5mm von der Schmelzlinie entfernt) zeigt, dass die höchsten
Rissinitiierungswerte für den Anfangsriss in einem Schmelzlinienabstand von 0.5mm erzielt werden
können. Dies liegt daran, dass die Rissspitze im SG durch die Ausbildung des Constraints und
anschließender Plastifizierung im GW bei niedriger Belastung als bei dem Riss in der
Schweißnahtmitte entlastet wird.
Zusammenfassend ist bei der Modellierung des duktilen Schädigungsverhaltens festzuhalten, dass das
GTN-Modell ein geeignetes Mittel zur Beschreibung des Versagens von angerissenen
hybridlasergeschweißten Bauteilen darstellt. Die Vorteile des hier eingesetzten Modells liegen vor
allem in der Übertragbarkeit der ermittelten Parameter zur Bestimmung des Risswiderstandsverhaltens
und in der Möglichkeit der direkten Analyse und Sicherheitsbewertung von Bauteilen. Die
wesentlichen Nachteile dieses Modells beziehen sich auf die ausgeprägte Netzgrößenabhängigkeit und
die Ermittlung einer genauen Versagensprognose nur für den Mehrachsigkeitsbereich h ≥ 1.
Der dritte Teil der Arbeit befasst sich mit der Analyse des Bruchverhaltens von
hybridlasergeschweißten Bruchmechanikproben in der Tieflage und im Übergangsbereich. Die
Auswertung der Ergebnisse mit Hilfe des Mastercurve-Konzepts zeigt einen deutlichen Einfluss des
Spannungszustandes auf die Übergangstemperatur T0, der durch die Änderung der Anfangsrisslänge
und Probengeometrie untersucht wird. Mit der Anwendung der Sanz-Korrelation wird die
Übergangstemperatur T0 für die HLSV der untersuchten Stähle überschätzt. Dies kann darauf
zurückgeführt werden, dass das Gefüge der HLSV und die vorhandenen Eigenspannungen mit den
Kerbschlagbiegeproben ungenügend erfasst sind. Neben dem Mastercurve-Konzept erfolgt die
Untersuchung des Spaltbruchversagens mittels eines zweiparametrigen Kriteriums und dem
probabilistischen Beremin-Modell. Zu diesem Zweck werden numerische 3D Analysen der
untersuchten Proben durchgeführt. Um das zweiparametrige Kriterium anwenden zu können, das aus
zwei Teilkriterien für die Entstehung und die Instabilität von Mikrorissen besteht, werden die lokalen
mechanischen Feldgrößen an den Stellen der Spaltbruchausgänge ausgewertet. Je größer das
überlappende Bruchflächengebiet, in dem beide Teilkriterien erfüllt sind, umso höher ist die
Wahrscheinlichkeit zum Spaltbruchversagen. Außerdem soll bei der betrachteten
Versagenswahrscheinlichkeit unabhängig von der Probengeometrie immer die gleiche Größe dieses
Gebiets bestimmt werden. Im Gegensatz zu dieser Vorgabe wird bei Kurzrissproben mit der HLSV des
Stahls EH36-15I grundsätzlich ein größeres Gebiet als bei Proben mit tiefem Riss ermittelt, wobei die
Differenz mit zunehmender Versagenswahrscheinlichkeit abnimmt. Basierend auf der Größe des
Gebiets, das sich bei den Tiefrissproben ergibt, konnte demnach eine konservative Prognose des
Spaltbruchversagens für die Kurzrissproben und gegebenenfalls die Bauteile erzielt werden. Die
Ergebnisse der Modellierung des Spaltbruchversagens mit dem ursprünglichen Beremin-Modell zeigen,
dass die Genauigkeit der Prognose bereits im unteren Übergangsbereich stark eingeschränkt ist. Durch
die Modifikation des Beremin-Modells, die eine lineare Abhängigkeit des Parameters σu von der
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