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Mechanismen der Bruchflächenverdrehung bei dünnwandigen AA2024-T3 Aluminiumblechen

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Produktdetails
Beschreibung

Das Rissfortschrittsverhalten in dünnwandigen Aluminiumblechen von Flugzeugprimärstrukturen lässt sich mit Konzepten der linear-elastischen Bruchmechanik sehr gut beschreiben. Ermüdungsrissfortschrittsuntersuchungen an MT160-Proben der Legierung AA2024-T3 zeigen auch im Labormaßstab eine textur- und mittelspannungsabhängige Bruchflächenausprägung mit V-förmiger bzw. schräger Rissfront. Diese weicht von der ursprünglichen geraden Bruchfläche ab und wird in Lehrbuchlösungen meist nicht berücksichtigt. Im Anschluss an unsere Experimente haben wir die Bruchfläche mit einem 3D-Scanner digitalisiert und die Bruchflächentopographie ortsaufgelöst quantifiziert. Lokale Abweichungen der Rissfrontgeometrie führen zu einer Veränderung der Rissfortschrittsrate. Experimentell zeigt sich, dass die anfängliche Verwindung der Bruchfläche mit zunehmendem R-Verhältnis bei steigender Risslänge, aber immer bei gleichem ΔK_eff auftritt. Dieses Phänomen kann fraktographisch durch das Auftreten von Rissverzweigungen begründet werden, die zu Imperfektionen im lokalen Spannungsfeld führen. Mit Hilfe von dreidimensionalen FE-Simulationen wurde die Spannungsverteilung an der Rissfront als Funktion des Verdrehwinkels der Bruchfläche untersucht. EBSD-Untersuchungen am Grundwerkstoff unterstützen die Beobachtungen einer Texturabhängigkeit. Das Zusammenspiel dieser Aussagen führt schließlich zur Beschreibung eines beschleunigten bzw. verzögerten Rissfortschrittsverhaltens, was für Lebensdauerabschätzungen von hoher Relevanz ist.

Artikelnummer: BR-2024-351

Titel: Mechanismen der Bruchflächenverdrehung bei dünnwandigen AA2024-T3 Aluminiumblechen
Autor(en): V. Schöne, F. Paysan, E. Breitbarth
DOI: 10.48447/BR-2024-351
Veranstaltung: 56. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit – Tagung 2024
Jahr der Veröffentlichung: 2024
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Rissfortschrittsexperimente,Bruchmodus,Fraktografie,Rissfrontbeanspruchung,Mixed Mode

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Einfluss der Prüfatmosphäre auf die Ermittlung des effektiven Schwellenwerts gegen Ermüdungsrissausbreitung

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Numerische und experimentelle Bestimmung von Eigenspannungen in Getrieben

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Nummerischen Untersuchung des Risswachstums in bauteilnahen Winkelstrukturen

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Weiterentwicklung des Exponentialansatzes zur Beschreibung von Rissfortschrittskurven

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Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Deep-Learning Basierte Bestimmung Lokaler Mikrostrukturparameter an Duktilem Gusseisen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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BERÜCKSICHTIGUNG DES CONSTRAINT-EFFEKTS BEI DER VERSAGENSBEWERTUNG DUKTILER WERKSTOFFE

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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25,00 €

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Untersuchungen zur Wasserstoffversprödung an hochfesten Pipelinestählen - Experimentelle Charakterisierung und numerischer Modellierungsansatz

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Simulation der Rissspitzenbeanspruchung beim Druckanschwingen im Rahmen von Schwellenwertversuchen am Werkstoff Inconel 718

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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