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Phasenfeldmodelle wurden in der Bruchmechanik als regularisierte Formulierung der Griffithschen Theorie eingeführt und haben sich als leistungsfähiges Werkzeug zur Beschreibung komplexer Rissphänomene in spröden Materialien etabliert. Dabei wird die elastische freie Energie in den klassischen Bruchphasenfeldmodellen in einen risstreibenden (positiven) und einen nicht treibenden (negativen) Anteil aufgeteilt. Diese Zerlegung basiert häufig entweder auf einer volumetrisch-deviatorischen Aufspaltung oder auf einer spektralen Zerlegung der Helmholtzschen freien Energie.
In der vorliegenden Arbeit wird ein Phasenfeldansatz zur Modellierung von Risswachstum bei Indentationsversuchen in Glas vorgestellt. Es wird gezeigt, dass in diesem Kontext die klassischen Ansätze zur…
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Phasenfeldmodelle wurden in der Bruchmechanik als regularisierte Formulierung der Griffithschen Theorie eingeführt und haben sich als leistungsfähiges Werkzeug zur Beschreibung komplexer Rissphänomene in spröden Materialien etabliert. Dabei wird die elastische freie Energie in den klassischen Bruchphasenfeldmodellen in einen risstreibenden (positiven) und einen nicht treibenden (negativen) Anteil aufgeteilt. Diese Zerlegung basiert häufig entweder auf einer volumetrisch-deviatorischen Aufspaltung oder auf einer spektralen Zerlegung der Helmholtzschen freien Energie.
In der vorliegenden Arbeit wird ein Phasenfeldansatz zur Modellierung von Risswachstum bei Indentationsversuchen in Glas vorgestellt. Es wird gezeigt, dass in diesem Kontext die klassischen Ansätze zur Definition der risstreibenden Kraft, auf Basis der Dehnung, zu unphysikalischer Rissausbreitung führen. Spannungsbasierte Definitionen der Rissantriebskraft können dagegen das spröde Versagensverhalten von Glas explizit erfassen und werden in dieser Arbeit verwendet.
Die bei Eindrückversuchen mit stumpfen Indentern typischen Hertzschen Rissmuster, siehe Abb. 1, können mit dem vorgestellten Modell erfolgreich vorhergesagt werden.