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Untersuchung des Ermüdungsrisswachstums unter phasengleicher und phasenverschobener räumlicher Mixed-Mode-Belastung

Um die Phänomene bei der Rissausbreitung unter Mixed-Mode-Bedingungen besser zu verstehen, wurde das Abknick- und Verdrehverhalten der Risse untersucht. Dazu wurden Risswachstumsversuche an SEN-Proben aus dem hochfesten Stahl 34CrNiMo6 mit einer Tension/Torsion-Prüfmaschine durchgeführt.

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Produktdetails
Beschreibung

Frühere Untersuchungen haben in dieser Hinsicht eine Reihe von Fragestellungen aufgezeigt. So kommt es bei Überlagerung von Mode I, II und III an der Probenoberfläche teilweise zu stark verzweigten Rissbildern. Diese können zwar mittels digitaler Bildkorrelation (DIC) erfolgreich verfolgt werden, allerdings ist die Analyse mit erheblichem manuellem Aufwand verbunden. Darüber hinaus hat sich die Bestimmung des Verdrehwinkels sowie des Rissfrontverlaufs im Inneren des Probekörpers aus der Untersuchung der sehr komplexen und abgeriebenen Topologie der Restgewaltbruchflächen als nahezu unmöglich erwiesen. Unter diesen Bedingungen lassen sich nur bedingt Rückschlüsse auf das Rissausbreitungsverhalten ziehen.

Basierend auf diesen Ergebnissen wurden weitere systematische, experimentelle Untersuchungen durchgeführt, um gezielt das Rissausbreitungsverhalten im Inneren der Probe nachzuvollziehen. Hierbei wurden anhand der Markerload- bzw. der Mehrprobentechnik die realen Rissfrontverläufe ermittelt. Im Hinblick auf die Problematik bei der Anwendung der DIC wurde ein erweitertes automatisches Risserkennungstool eingesetzt.

Ziel der Untersuchungen ist es, ein besseres Verständnis der Wirkmechanismen beim Ermüdungsrisswachstum unter Mixed-Mode-Bedingungen zu gewinnen. Dies ist eine wesentliche Grundlage für die Entwicklung zukünftiger Rissausbreitungskonzepte und für die zuverlässige Vorhersage der Restlebensdauer unter proportionaler und nicht-proportionaler räumlicher Mixed-Mode-Beanspruchung.

Artikelnummer: BR-2023-018

Titel: Untersuchung des Ermüdungsrisswachstums unter phasengleicher und phasenverschobener räumlicher Mixed-Mode-Belastung
Autor(en): P. Köster, C. Benz, M. Sander
DOI: 10.48447/BR-2023-018
Veranstaltung: 55. Tagung des Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit
Jahr der Veröffentlichung: 2023
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Ermüdungsrisswachstum,Mixed-Mode,Phasenverschiebung,digitale Bildkorrelation,Tension/Torsion

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Untersuchung des Master Curve-Konzepts für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit

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

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Treffsicherheitsuntersuchung eines kritischen Ebenen Kurzrissmodells für nichtproportionale zyklische Beanspruchungen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Ermüdungsfestigkeitsnachweis mit einem kritischen Ebenen Verfahren für die FKM-Richtlinie „Rechnerischer Festigkeitsnachweis“ für mehrkanalig nichtproportionale Beanspruchungen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Entwicklung einer Methode zur Abbildung des Tragslastverhaltens geschweißter Komponenten unter Anwendung schädigungsmechanischer Simulationsmodelle

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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