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Rissspitzenfelder in Phasenfeldmodellierungen von duktilen Bruchprozessen

Phasenfeldtheorien sind in der Bruchmechanik eingeführt worden, um die Oberflächenenergie von Rissen zu erfassen. Der Grundgedanke dieser Theorien besteht darin, eine zusätzliche Variable und ihren Gradienten in das konstitutive Modell einzuführen. Im Allgemeinen werden die Gradienten von Zustandsvariablen zur Regularisierung der Feldgleichungen eingeführt. Der Vorteil solcher Theorien ist, dass komplexe bruchmechanische Phänomene wie Rissinitiierung, -knicken und -verzweigung einheitlich behandelt werden können.

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Produktdetails
Beschreibung

Die vorliegende Arbeit befasst sich konkret mit Anwendungen im Zusammenhang mit dem Versagen duktiler Werkstoffe. Zu diesem Zweck wird eine Modellierung der konstitutiven Antwort im Rahmen der Kontinuumsschädigungsmechanik angenommen, wo der Versagensprozess als Ergebnis der Entstehung, des Wachstums und der Koaleszenz von Hohlräumen beschrieben wird. Dementsprechend hängt die Evolutionsgleichung der Schädigungsvariablen im vorgeschlagenen Modell von der Rate der plastischen Bogenlänge ab. Weiterhin können Einflüsse der Triaxialität und des Lode-Winkels in dieser Evolutionsgleichungen berücksichtigt werden. Die thermodynamische Konsistenz des Modells wird in der vorliegenden Arbeit im Rahmen der sog. nicht-konventionellen Thermodynamik überprüft.

Abschließend werden die Fähigkeiten des vorgeschlagenen Modells mit Hilfe von experimentellen Ergebnissen untersucht. Zu diesem Zweck werden vorhergesagten Rissverläufe verglichen mit experimentell ermittelten Risspfaden in dünnwandigen Rohren unter kombinierter Zug/Druck- und Torsionsbelastung. Insbesondere werden sowohl proportionale als auch nicht-proportionale, zyklische Belastungen untersucht.

Artikelnummer: BR-2023-022

Titel: Rissspitzenfelder in Phasenfeldmodellierungen von duktilen Bruchprozessen
Autor(en): A. Tsakmakis, M. Vormwald
DOI: 10.48447/BR-2023-022
Veranstaltung: 55. Tagung des Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit
Jahr der Veröffentlichung: 2023
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Phasenfeldmodellierung,duktile Bruchmechanik,Mixed Mode,Plastizitätstheorie

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Risswachstum unter thermomechanischer Ermüdung an der Nickelbasis Gusslegierung Inconel 100

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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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Nur online erhältlich

Autor(en): J. Rosenberger, J. Tlatlik, S. Münstermann

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