Ermittlung des Verzerrungsnahfeldes an Rissen und Kerben unter dynamischer Beanspruchung:
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INHALT
. I.
FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN 5
1
EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG 9
2 WERKSTOFFEIGENSCHALTEN BEI DYNAMISCHER BEANSPRUCHUNG
13
2.1 DYNAMISCHE BEANSPRUCHUNG 13
2.2 PRUEFEINRICHTUNGEN FUER DYNAMISCHE BEANSPRUCHUNG 15
2.3 FESTIGKEITS- UND VERFORMUNGSVERHALTEN 15
2.3.1 WERKSTOFFMECHANISCHE GESETZMAESSIGKEITEN UND IHRE AUSWIRKUNG
AUF WERKSTOFFKENNWERTE 15
2.3.2 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DER FLIESSKURVE 17
2.4 BRUCHMECHANISCHE PARAMETER 20
2.4.1 SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOR K 20
2.4.2 J-INTEGRAL 23
2.4.3 RISSINITIIERUNG 25
2.4.4 RISSWIDERSTAND 25
2.4.5 RISSSTOPP 27
2.5 NUMERISCHE BERECHNUNGEN BEI DYNAMISCHER BELASTUNG 28
3
BRUCHMECHANISCHE BESCHREIBUNGEN 30
3.1 DAS LINEARELASTISCHE VERZERRUNGS- UND SPANNUNGSFELD IM
NAHBEREICH VON RISSEN UND KERBEN 30
3.2 DAS ELASTISCH-PLASTISCHE VERZERRUNGS- UND SPANNUNGSFELD IM
NAHBEREICH VON RISSEN UND KERBEN 34
3.2.1 ERWEITERUNGEN DER ELASTISCHEN LOESUNGEN FUER ELASTISCH-PLASTISCHES
WERKSTOFFVERHALTEN
34
3.2.2 LOESUNGEN FUER PLASTISCHES WERKSTOFFVERHALTEN 36
3.2.3 ZONEN IN DER RISSSPITZENUMGEBUNG UND GUELTIGKEITSBEREICHE
DER ELASTISCH-PLASTISCHEN NAEHERUNGEN 41
3.2.4 DAS RISSSPITZENFELD VOR EINEM LAUFENDEN RISS 45
3.3 BRUCHMECHANISCHE VERSAGENSKONZEPTE 47
3.3.1 UEBERSICHT UEBER DIE VERFAHREN 47
3.3.2 DER "ENGINEERING APPROACH" 47
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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-2-
4
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5
4.3.6
4.4
4.5
4.6
5
5.1
5.2
5.2.1
5.2.1.1
5.2.1.2
5.2.1.3
5.2.2
5.2.3
5.3
5.4
6
6.1
6
.
1.1
6
.
1.2
VERSUCHSTECHNIK
PROBENFORMEN.PRUEFEINRICHTUNGEN, VERSUCHSWERKSTOFF
MIKROGITTERTECHNIK
GITTERHERSTELLUNG
AUFNAHMETECHNIK
AUSWERTUNG DER GITTERAUFZEICHNUNGEN
ERMITTLUNG MAKROSKOPISCHER GROESSEN
ERMITTLUNG DER PROBENKRAFT BEI DER FLACHZUGPROBE
ERMITTLUNG DER PROBENKRAFT BEI DER KOMPAKTZUGPROBE
ERMITTLUNG DER PROBENVERLAENGERUNG
ERMITTLUNG DER RISSOEFFNUNG COD
BESTIMMUNG DES RISSINITIIERUNGSZEITPUNKTES
ERMITTLUNG DER QUERHAUPTVERSCHIEBUNG UND -GESCHWINDIGKEIT
AM UMLAUFSCHLAGWERK
MESSWERTERFASSUNG UND -AUFZEICHNUNG
V ERSUCHSDURCHFIIHRUNG
QUASISTATISCHE VORVERSUCHE
ANALYSE DER VERSUCHSBEDINGUNGEN
EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG DER QUERHAUPTGESCHWINDIGKEIT
FINITE-ELEMENTE-SIMULATION DES SCHLAGVORGANGES AM
UMLAUFSCHLAGWERK
FINITE-ELEMENTE-MODELLE
GEOMETRISCHES MODELL
MATERIALBESCHREIBUNG
RAND- UND KONTAKTBEDINGUNGEN
ERGEBNISSE DER SIMULATIONSRECHNUNGEN FUER ZUGVERSUCHE AN
GLATTEN PROBEN
ERGEBNISSE DER SIMULATIONSRECHNUNGEN FUER ZUGVERSUCHE AN
DOPPELSEITIG GEKERBTEN FLACHZUGPROBEN (DENT-PROBEN)
RESUEMEE AUS DER ANALYSE DER VERSUCHSBEDINGUNGEN
ERMITTLUNG VON RANDBEDINGUNGEN FUER DETAILRECHNUNGEN
MIT DER FINITE-ELEMENTE-METHODE
49
49
52
52
54
58
61
61
61
66
68
70
70
71
73
74
79
82
85
85
86
89
91
94
99
102
104
EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE
FLIESSKURVEN BEI HOEHEREN DEHNGESCHWINDIGKEITEN
EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG
PARAMETER ZUR BESCHREIBUNG DER FLIESSKURVEN
-3-
6.2 MAKROSKOPISCHE ERGEBNISSE 117
6.2.1 KOMPAKTZUGPROBEN 1 J 7
6.2.1.1 J-INTEGRAL H7
6.2.1.2 BEANSPRUCHUNGSGESCHWINDIGKEIT 120
6.2.1.3 RISSINITIIERUNG 125
6.2.2 DOPPELSEITIG GEKERBTE FLACHZUGPROBEN 127
6.2.1.1 J-INTEGRAL 127
6.2.1.2 BEANSPRUCHUNGSGESCHWINDIGKEIT 131
6.3 AUS DEM NAHFELD ERMITTELTE ERGEBNISSE 133
6.3.1 VERSCHIEBUNGEN 133
6.3.2 DEHNUNGEN 14G
6.3.3 RISSSPITZENOEFFNUNG 8T 150
6.4 RESUEMEE AUS DEN EXPERIMENTELLEN ERGEBNISSEN 153
7
NAEHERUNGSLOESUNGEN 155
7.1 ANALYTISCHE NAEHERUNGSLOESUNGEN 155
7.1.1 ANWENDUNG DER HRR-GLEICHUNGEN 155
7.1.1.1 ERMITTLUNG DER WINKELFUNKTIONEN 155
7.1.1.2 ERMITTLUNG DER INTENSITAETEN 156
7.1.2 DISKUSSION VERSCHIEDENER EINFLUSSPARAMETER 159
7.1.3. GUELTIGKEITSBEREICH 16G
7.2 NUMERISCHE NAEHERUNGSLOESUNGEN 170
7.2.1 FINITE-ELEMENT-MODELLE 170
7.2.1.1 KOMPAKTZUGPROBEN 171
7.2.1.2 DOPPELSEITIG GEKERBTE FLACHZUGPROBEN 174
7.2.2 NUMERISCHE BERECHNUNG DES J-INTEGRALS 175
7.2.3 RANDBEDINGUNGEN 176
7.3 VERGLEICH DER ERGEBNISSE 177
7.3.1 KOMPAKTZUGPROBEN 177
7.3.2 DOPPELSEITIG GEKERBTE FLACHZUGPROBEN 190
7.4 RESUEMEE ZUR ANWENDUNG VON NAEHERUNGSLOESUNGEN 198
8
ANWENDUNG VON NAHERUNGSLOESUNGEN FUER WERKSTOFFE VERSCHIEDENER
ZAEHIGKEIT
200
8.1 UNTERSUCHTE WERKSTOFFE UND PROBENGEOMETRIEN 200
8.2 ERGEBNISSE 201
8.2.1 MAKROSKOPISCHE GROESSEN 201
8.2.2 SPANNUNGEN UND DEHNUNGEN 205
8.2.3 DEHNGESCHWINDIGKEIT 222
-4-
8.2.4 MEHRACHSIGKEITSQUOTIENT 233
8.2.5 RISSSPITZENOEFFNUNG 237
8.3 ANWENDUNG DES ENGINEERING APPROACH 240
8.4 SCHLUSSFOLGERUNGEN FUER UEBERTRAGBARKEITSUNTERSUCHUNGEN 249
9 ZUSAMMENFASSUNG 252
10 LITERATUR 254
ANHANG
A ZUSAMMENSTELLUNG DER VERWENDETEN GLEICHUNGEN 271
B PROBENFORMEN 277
C ZUSAMMENSTELLUNGEN UND BILDER ZU DEN EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN
283
D WINKELFUNKTIONEN ZU DEN HRR-LOESUNGEN 299
E KERBSCHLAGARBEIT-TEMPERATURKURVEN UND FLIESSKURVEN FUER DIE IN KAPITEL 8
UNTERSUCHTEN WERKSTOFFE
305 |
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