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Identifikation von plastizitäts-induziertem Rissschließen mittels hochauflösender Digitaler Bildkorrelation

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Produktdetails
Beschreibung

Die Einflussfaktoren bei Ermüdungsrissen werden in schädigende und schützende Mechanismen aufgeteilt. Im Paris Bereich von Rissfortschrittskurven duktiler Werkstoffe gelten besonders das rauhigkeits-induzierte und plastizitäts-induzierte Rissschließen als die maßgebenden schützenden Mechanismen. Kompliziert gestaltet sich jedoch die Trennung bzw. die Identifikation der beiden Rissschlussarten, da beide stark miteinander und mit weiteren lokalen Effekten (bspw. Rissablenkung) wechselwirken. Diese Wechselwirkung auf lokaler Ebene zu simulieren als auch experimentell zu untersuchen, ist das Ziel des vorliegenden Beitrages. Grundlage der Untersuchung bildet ein isotropes 3D FE-Rissfortschrittsmodell einer MT160 Probe mit bi-linearem, isotropen Materialmodell der Aluminiumlegierung AA2024-T3. Mittels crack-opening-displacement (COD) Messungen an der Probenoberfläche, wird eine Methodik hergeleitet, welche plastizitäts-induzierte Rissschließen separiert. Verglichen werden die Ergebnisse mit lokalen Verschiebungsfeldern einer mikroskopischen roboter-gestützten DIC Messung identischer Proben-, Material- und Randbedingungen. Die Resultate zeigen eine ausgezeichnete Übereinstimmung zwischen Simulation und Experiment. Plastizitäts-induziertes Rissschließen bei einem ∆K = 14.2 MPa√m wird als der primäre Rissschlussmechanismus identifiziert. Es zeigt sich eine eindeutige Ortsabhängigkeit des K_op Wertes entlang des Risspfades. Mittels der vorgestellten Methodik können nun sowohl K_op,cmod als auch K_op,ctodunmittelbar bestimmt werden. Dabei ist K_op,ctodmit ungefähr 50% von K_I,maxdoppelt so hoch wie der mittels crack-mouth-opening-displacement (CMOD) Aufnehmer erwartete K_op,cmod Wert.

Artikelnummer: BR-2023-005

Titel: Identifikation von plastizitäts-induziertem Rissschließen mittels hochauflösender Digitaler Bildkorrelation
Autor(en): F. Paysan, F. Dömling, V. Schöne, E. Breitbarth
DOI: 10.48447/BR-2023-005
Veranstaltung: 55. Tagung des Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit
Jahr der Veröffentlichung: 2023
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Rissschließen,Mirkoskopie,Digitale Bildkorrelation

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Mikrostruktursensitive Beschreibung der Restbeanspruchbarkeit von Komponenten mit Hilfe virtueller Experimente

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Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Bruchmechanische Bewertung hochfester Schweißverbindungen für den Mobilkranbau unter Berücksichtigung innerer Unregelmäßigkeiten

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Untersuchung des Schädigungsverhaltens additiv gefertigter TiAl6V4 Gitterstrukturen: Anwendung der digitalen Bildkorrelation im quasi-statischen und zyklischen Versuch

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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ERWEITERUNG DES FESTIGKEITSNACHWEISES NACH ÖRTLICHEM KONZEPT ZUR BERÜCKSICHTIGUNG VON RANDSCHICHTBEHAFTETEN BAUTEILEN

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Experimentelle und numerische Untersuchungen des Einflusses der Mehrachsigkeit auf das Risswiderstandsverhalten von duktilem Gusseisen

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