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Einfluss von Constraint auf duktile Rissinitiierung und duktiles Risswachstum

Umfassende Untersuchungen an ferritischen und martensitischen Stählen im spröd-duktilen Übergangsbereich zeigen eine ausgeprägte Abhängigkeit der Risszähigkeit von der Spannungsmehrachsigkeit (Constraint) an der Rissspitze. Der entsprechende Einfluss lässt sich mittels eines geeigneten Constraint-Parameters, wie z.B. T-Stress oder Q-Faktor, parametrisieren und kann inzwischen mit einfachen Berechnungsprozeduren in der Bauteilauslegung berücksichtigt werden. Für duktile Werkstoffe, dessen Versagensverhalten durch eine Risswiderstandskurve beschrieben wird, liegen widersprüchliche Erkenntnisse zum Constraint-Einfluss vor.

Im vorliegenden Beitrag werden experimentelle Untersuchungen für einen Rotorstahl vorgestellt, die eine Abhängigkeit von Risswiderstandskurven und…

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Umfassende Untersuchungen an ferritischen und martensitischen Stählen im spröd-duktilen Übergangsbereich zeigen eine ausgeprägte Abhängigkeit der Risszähigkeit von der Spannungsmehrachsigkeit (Constraint) an der Rissspitze. Der entsprechende Einfluss lässt sich mittels eines geeigneten Constraint-Parameters, wie z.B. T-Stress oder Q-Faktor, parametrisieren und kann inzwischen mit einfachen Berechnungsprozeduren in der Bauteilauslegung berücksichtigt werden. Für duktile Werkstoffe, dessen Versagensverhalten durch eine Risswiderstandskurve beschrieben wird, liegen widersprüchliche Erkenntnisse zum Constraint-Einfluss vor.

Im vorliegenden Beitrag werden experimentelle Untersuchungen für einen Rotorstahl vorgestellt, die eine Abhängigkeit von Risswiderstandskurven und der technischen Initiierungskennwerte JIc  und J0.2  von der Probengeometrie aufweisen. Dabei werden neben verschiednen Typen von Standardproben mit durchgehenden Rissen auch Proben mit praxisrelevanten Rissgeometrien (Oberflächen- oder Eckrissen) untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine Korrelation der Risszähigkeitskennwerte mit bekannten Constraint-Parametern, wobei eine quantitative Beschreibung der Risszähigkeit in Abhängigkeit vom Constraint erst nach dem Abschluss eines größeren Versuchsprogramms angestrebt ist.a

Reference
BR-2023-011

Title
Einfluss von Constraint auf duktile Rissinitiierung und duktiles Risswachstum
Author(s)
I. Varfolomeev, C. Amann
DOI
10.48447/BR-2023-011
Event
55th Conference of the Working Group on Fracture Mechanics and Structural Safety
Year of publication
2023
Publication type
conference paper (PDF)
Language
German
Keywords
Risszähigkeit,duktile Rissinitiierung,duktiles Risswachstum,Constraint