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Über die Retardationswirkung lokaler Rissverzweigungen in Ermüdungsrissen bei unterschiedlichen R-Verhältnissen

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Beschreibung

Aus materialwissenschaftlicher Sicht ist das Ermüdungsrissverhalten in duktilen Werkstoffen über eine Wechselwirkung zwischen schädigenden (intrinsischen) und schützenden (extrinsischen) Mechanismen geprägt. Rissablenkungen und -verzweigungen zählen nach Ritchie zu extrinsischen Mechanismen und verursachen einen Retardationseffekt. Bei Rissverzweigungen auf mikroskopischer Ebene ist einerseits deren Identifikation als auch die Quantifizierung ihres Retardationseffektes anspruchsvoll. Dieser Beitrag nimmt sich dieser Herausforderung an. Grundlage der Untersuchung sind sechs Rissfortschrittsexperimente von MT160 Proben der Aluminiumlegierung AA2024-T3 bei den R-Verhältnissen 0.1, 0.3 und 0.5 sowie in L-T und T-L Orientierung. Mit Hilfe des roboter-gestützten DIC Mikroskopie-Systems wird Rissverzweigung identifiziert und die Rissspitzenbeanspruchung mittels Linienintegralen quantifiziert. Da eine exakte Quantifizierung von Primär- und Sekundärriss selbst hierbei schwierig ist wird mittels Finite Elemente Berechnungen der Einfluss des Abspaltungswinkels und der Länge untersucht. Die in mikroskopischen DIC Verschiebungsfeldaten unerlässliche Pfadintegration um beide Rissspitzen stellen wir in Relation zu den einzelnen Rissspitzenbeanspruchungen von Primär- und Sekundärriss der Simulationen. Schlussendlich werden die numerischen Ergebnisse mit den experimentellen validiert. Es zeigt sich, dass lokale Rissverzweigungen vorwiegend zu einem Abfall von K_max führen. Dies resultiert in einem kurzzeitigen Abfall der Risswachstumsgeschwindigkeit. Des Weiteren sinkt mit steigendem R die Inzidenz der Rissverzweigungen, was als möglicher Erklärungsansatz für die R-Abhängigkeit der Rissfortschrittskurven dient.

Artikelnummer: BR-2024-349

Titel: Über die Retardationswirkung lokaler Rissverzweigungen in Ermüdungsrissen bei unterschiedlichen R-Verhältnissen
Autor(en): F. Paysan, T. Strohmann, D. Melching, E. Breitbarth
DOI: 10.48447/BR-2024-349
Veranstaltung: 56. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit – Tagung 2024
Jahr der Veröffentlichung: 2024
Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache: Deutsch
Stichwörter: Rissverzweigungen,FEM,Mikroskopie,Digitale Bildkorrelation

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Autor(en): C. H. Wolf, S. Henkel, C. Düreth, M. Gude, H. Biermann

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Bauteilnahe und beanspruchungsgerechte Untersuchung des Schädigungsverhaltens von Gusseisen mit Kugelgraphit im Schlagzugversuch

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Nummerischen Untersuchung des Risswachstums in bauteilnahen Winkelstrukturen

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Phasenfeldmodellierung von duktilen Bruchprozessen bei proportionaler und nicht-proportionaler Beanspruchung

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Publikationsart: Berichtsband (PDF)

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90,00 €

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Autor(en): F. Dittmann, M. Moattari, I. Varfolomeev

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Einfluss von Schweißeigenspannungen auf die Bruchzähigkeit von Rohrverbindungen

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Autor(en): C. Fällgren, M. Vormwald, H. T. Beier

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Ein Schädigungsparameter mit kritischem Ebenen Verfahren für nichtproportionale Beanspruchungen im Rahmen der FKM-Richtlinie

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Additiv gefertigter Edelstahl 316L: Charakterisierung des Schädigungs- und Versagensverhalten mittels biaxialer Experimente

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Mechanismen der Bruchflächenverdrehung bei dünnwandigen AA2024-T3 Aluminiumblechen

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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Einfluss der Prüfatmosphäre auf die Ermittlung des effektiven Schwellenwerts gegen Ermüdungsrissausbreitung

Publikationsart: Tagungsmanuskript (PDF)

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