Dokument 1.pdf (35.736 KB) - RWTH Aachen University

5. Modellierung des stabilen Risswachstums
Initiierungswert von Ji=79.8N/mm erzielt, der mit dem experimentellen Wert besser übereinstimmt.
Dieses Beispiel demonstriert deutlich, dass die Abhängigkeit der kritischen Porosität fc von der
Mehrachsigkeit im Rahmen der Schädigungsberechnung mit den Parametern für die Bildung von
sekundären Hohlräumen zu berücksichtigen ist. Die Übertragung der Schädigungsparameter von einer
Probengeometrie auf die andere ist ohne Kenntnis dieser Abhängigkeit nicht möglich.
Die experimentelle Risswiderstandskurve, die für die HLSV mit schmalem Spalt (EH36-15F, HLSV)
bestimmt wird, zeigt bis auf einen etwas höheren Initiierungswert von Ji=102N/mm eine gute
Übereinstimmung mit der Risswiderstandskurve für HLSV mit Nullspalt (EH36-15I, HLSV). Der
maximal bestimmte Rissfortschritt für beide Kurven liegt bei ca. 0.4mm, da alle untersuchten Proben
aufgrund der Instabilität nach einem bestimmten Rissfortschritt kleiner als 0.4mm versagen. Die
Entfernung der Seitenkerben führt zum Auswandern des Risses in den GW nach Fortschritt von
∆a ≈1.0mm, wodurch der Risswiderstand deutlich ansteigt.
Kraft F [kN]
86
20
15
10
5
0
Exp.
GTN 2D-01
GTN 3D-01
GTN 3D-01*
EH36-15I, HLSV
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Aufweitung U v [mm]
Bild 5.29: Last-Aufweitungs- und Risswiderstandskurve für EH36-15I, HLSV
J-Integral [N/mm]
250
200
150
100
50
0
Exp.
GTN 2D-01
GTN 3D-01
GTN 3D-01*
EH36-15I, HLSV
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
Risswachstum ∆a [mm]
Die Bruchflächen des GW für EH36-20F und des SG für EH36-20I zeigen ähnliche Wabenstruktur, die
durch viele zusammenhängende sekundäre Hohlräume gekennzeichnet ist, die durch wenige primäre
Hohlräume unterbrochen wird. Der Unterschied zwischen diesen Bruchflächen besteht darin, dass
keine klare Trennung zwischen primären und sekundären Hohlräumen beim GW zu erkennen ist, da
die Hohlräume in fast allen Größen zwischen 1 und 40µm vorliegen. Eine mögliche Trennung könnte
z.B. mit einer Größe von 10µm festgelegt werden. Bei dem SG sind primäre und sekundäre Hohlräume
deutlicher voneinander zu trennen. Die primären Hohlräume weisen eine Größe zwischen 20 und 30µm
und die sekundären zwischen 2 und 8µm auf.