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Im Betrieb ist der Flugzeugrumpf einer Kombination aus Betriebslasten und Innendruck ausgesetzt. Dies führt zu einer komplexen biaxialen zyklischen Beanspruchung. Die rissparallele T-Spannung entlang eines geraden Risses, kann das Ermüdungsrissausbreitungsverhalten in Bezug auf Risspfadstabilität und -wachstumsrate in dünnwandigen Strukturen erheblich beeinflussen. Neben den Spannungsintensitätsfaktoren, beeinflusst die T-Spannung Form und Größe der plastischen Zone. Diese Studie untersucht den T-Spannungseinfluss auf das Ermüdungsrissausbreitungsverhalten in Bezug auf die Risspfadstabilität, die -wachstumsrate und das Rissspitzenfeld anhand von 2 mm dicken AA2024-T3 Blechen. Durch Variation des biaxialen Lastverhältnisses λ kann eine kreuzförmige Probe mit einem Prüffeld…
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Im Betrieb ist der Flugzeugrumpf einer Kombination aus Betriebslasten und Innendruck ausgesetzt. Dies führt zu einer komplexen biaxialen zyklischen Beanspruchung. Die rissparallele T-Spannung entlang eines geraden Risses, kann das Ermüdungsrissausbreitungsverhalten in Bezug auf Risspfadstabilität und -wachstumsrate in dünnwandigen Strukturen erheblich beeinflussen. Neben den Spannungsintensitätsfaktoren, beeinflusst die T-Spannung Form und Größe der plastischen Zone. Diese Studie untersucht den T-Spannungseinfluss auf das Ermüdungsrissausbreitungsverhalten in Bezug auf die Risspfadstabilität, die -wachstumsrate und das Rissspitzenfeld anhand von 2 mm dicken AA2024-T3 Blechen. Durch Variation des biaxialen Lastverhältnisses λ kann eine kreuzförmige Probe mit einem Prüffeld von 380x380 mm² einer definierten T-Spannung ausgesetzt werden. Mit zwei digitalen Bildkorrelationssystemen (DIC) im vollautomatischen Versuchsaufbau wird das Verschiebungsfeld der Probe über 3D-DIC sowie ein hochauflösendes Mikroskop-Verschiebungsfeld (HR-DIC) erfasst, was die Analyse lokaler Effekte wie Rissverzweigung oder -ablenkung ermöglicht. Auf Basis des DIC-Verschiebungsfeldes wird die Rissspitze erkannt und KI, KII, KIII und T-Spannung mit Hilfe der Williams-Reihenentwicklung bestimmt. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die T-Spannung nur einen geringen Einfluss auf die Rissausbreitungsrate (da/dN-∆K) hat. Sie beeinflusst jedoch Größe der plastischen Zone und die Rissablenkungsneigung. Diese ist eine Funktion des KI/T-Verhältnisses. Mittels Kriteriums der maximalen tangentialen Spannung (MTS) kann der Rissfortschritt nach der Rissablenkung vorhergesagt werden. Diese Erkenntnisse können für Rissfortschrittssimulationen im Rahmen virtueller Zertifizierungen genutzt werden.