Gewichtsfunktionen zur Bestimmung der Spannungsintensitätsfaktoren von grenzflächennahen Seitenrissen:
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
1995
|
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| Beschreibung: | Karlsruhe, Univ., Diss., 1995 |
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INHALTSVERZEICHNIS
KAPITEL
1.
EINLEITUNG
.
1
KAPITEL
2.
FORSCHUNGSSTAND
UND
ZIELSETZUNG
.
3
2.1
UEBERSICHT
UEBER
DEN
FORSCHUNGSSTAND
.
3
2.1.1
GRENZFLAECHENRISS
UND
GRENZFLAECHENNAHER
RISS
.
3
2.1.2
GEWICHTSFUNKTIONSMETHODE
.
4
2.1.3
FINITE-ELEMENTE-METHODE
(FEM)
.
6
2.2
ZIEL
DER
VORLIEGENDEN
ARBEIT
UND
LOESUNGSWEGE
.
7
KAPITEL
3.
METHODE
DER
GEWICHTSFUNKTION
ZUR
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTEN
SITAETSFAKTOREN
.
9
3.1
EINFUEHRUNG
IN
DAS
KAPITEL
.
9
3.2
METHODE
DER
GEWICHTSFUNKTION
.
9
3.2.1
BEZIEHUNG
ZWISCHEN
DEN
K-FAKTOREN
ZWEIER
BELIEBLIGER
RISSBELASTUNGEN
9
3.2.2
EINFUEHRUNG
DER
GEWICHTSFUNKTIONEN
.
11
3.3
RISSUFERVERSCHIEBUNG
EINES
ALLGEMEINEN
ZWEIDIMENSIONALEN
RISSPROBLEMS
UND
DIE
ENTSPRECHENDEN
GEWICHTSFUNKTIONEN
.
13
3.3.1
NAEHERUNGSFORMELN
DER
RISSUFERVERSCHIEBUNGEN
.
13
3.3.2
GEWICHTSFUNKTIONEN
AUS
RISSUFERFLAECHENVERSCHIEBUNGEN
.
14
3.3.3
BESTIMMUNG
DER
DREI
ERSTEN
GEWICHTSFUNKTIONSKOEFFIZIENTEN
AUS
ZWEI
REFERENZ-BELASTUNGEN
.
16
3.4
METHODE
ZUR
TRANSFORMATION
BELIEBIGER
RANDBEDINGUNGSPROBLEME
AUF
RISS
LINIENBELASTUNGSPROBLEME
.
22
KAPITEL
4.
ASYMPTOTISCHE
METHODE
NACH
WILLIAMS
ZUR
ANALYSE
VON
EIGENSCHAF
TEN
DER
SINGULAEREN
SPANNUNGSFELDER
UND
SPANNUNGSMETHODE
ZUR
BESTIM
MUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
MITTELS
DER
FINITE
ELEMENTE
METHODE
24
4.1
EINFUEHRUNG
IN
DAS
KAPITEL
.
24
4.2
PRINZIP
VON
ASYMPTOTISCHEN
ENTWICKLUNGEN
DES
SINGULAEREN
SPANNUNGSFELDS
IN
DER
NAEHE
DER
RISSSPITZE
.
25
4.3
SPANNUNGSMETHODE
ZUR
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
MITTELS
DER
FE-METHODE
.
28
4.4
PRINZIP
ZUR
BESTIMMUNG
DER
ENERGIEFREISETZUNGSRATE
DES
KLASSISCH-SINGU
LAEREN
SPANNUNGSFELDES
MITTELS
DER
FE-METHODE
.
31
4.4.1
DEFINITION
DER
ENERGIEFREISETZUNGSRATE
.
31
4.4.2
METHODE
DER
VIRTUELLEN
RISSAUSBREITUNG
ZUR
BESTIMMUNG
DER
ENERGIE
FREISETZUNGSRATE
MITTELS
DER
FE-METHODE
.
32
KAPITEL
5.
GRENZFLAECHENNAHE
SEITENRISSE,
DIE
PARALLEL
ZUM
MATERIALUEBERGANG
LIEGEN
.
34
5.1
EINFUEHRUNG
IN
DAS
KAPITEL
.
34
5.2
SINGULAERES
SPANNUNGSFELD
.
34
5.2.1
TYPISCHE
GEOMETRIEKONFIGURATION
UND
DEFORMATIONSEIGENSCHAFT
DER
RISSE
.
34
5.2.2
ASYMPTOTISCHE
DARSTELLUNG
DES
SINGULAEREN
SPANNUNGSFELDES
.
36
5.3
GENAUIGKEIT
DER
SPANNUNGSMETHODE
AUS
DER
FE-METHODE
ZUR
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
.
39
5.3.1
GENAUIGKEIT
DER
BERECHNETEN
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
.
40
5.3.2
EINFLUSS
DER
NETZE
UND
VERGLEICH
MIT
ANDEREN
METHODEN
.
43
5.4
ANWENDUNG
DER
GEWICHTSFUNKTIONSMETHODE
UND
DER
FE-METHODE
ZUR
BE
STIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
VON
PARALLEL
ZUM
MATERIALUEBER
GANG
LIEGENDEN
GRENZFLAECHENNAHEN
SEITENRISSEN
.
47
5.4.1
ZWEI
REFERENZ-BELASTUNGEN
UND
DIE
ENTSPRECHENDEN
GEOMETRIEFUNKTIO
NEN
.
48
5.4.1.1
GEOMETRIEFUNKTIONEN
FUER
VERSCHIEDENE
GEOMETRIEGROESSEN
D/A
.
49
5.4.1.2
GEOMETRIEFUNKTIONEN
FUER
VERSCHIEDENE
E,/E
2
.
50
5.4.1.3
GEOMETRIEFUNKTIONEN
FUER
VERSCHIEDENE
DUNDURS
PARAMETER
(A,
SS)
.
52
5.4.2
GEWICHTSFUNKTIONEN
UND
IHRE
EINFLUSSFAKTOREN
.
56
5.4.2.1
EINFLUSS
DER
GEOMETRISCHEN
GROESSE
D/A
AUF
DIE
GEWICHTSFUNKTIONEN
57
5.4.2.2
EINFLUSS
VON
E,/E
2
AUF
DIE
GEWICHTSFUNKTIONEN
.
58
5.4.2.3
EINFLUESSE
DER
DUNDURS
PARAMETER
(OT,
SS)
AUF
DIE
GEWICHTSFUNKTIONEN
59
5.4.3
ANWENDUNG
DER
GEWICHTSFUNKTIONSMETHODE
UND
DER
FE-METHODE
ZUR
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
FUER
VERSCHIEDENE
BELASTUN
GEN
.
63
5.4.3.1
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
FUER
ZWEI
FAELLE
LINEA
REN,
AUF
DIE
RISSUFERFLAECHEN
WIRKENDEN
INNENDRUCKES
.
63
5.4.3.2
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
FUER
ZWEI
EINZELKRAEFTE
AN
DEN
RANDPUNKTEN
DER
RISSFLAECHEN
.
67
5.4.3.3
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
FUER
ZUGBELASTUNG
.
71
5.4.3.4
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
FUER
HOMOGENE
THER
MISCHE
BELASTUNG
.
74
5.5
EINFLUESSE
DER
GEOMETRISCHEN
GROESSE
D/A
UND
DER
EIGENSCHAFTEN
VON
VER
BUNDWERKSTOFFEN
AUF
DIE
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
UND
DIE
ENERGIEFREI
SETZUNGSRATE
.
76
5.5.1
EINFLUSS
DER
CHARAKTERISTISCHEN
GEOMETRISCHEN
GROESSE
D/A
.
76
5.5.2
EINFLUSS
DER
EIGENSCHAFTEN
VON
VERBUNDWERKSTOFFEN
.
76
KAPITEL
6.
SEITENRISSE,
DIE
SENKRECHT
ZUM
MATERIALUEBERGANG
LIEGEN
(ERSTE
ART
DER
SCHICHTRISSE)
.
82
6.1
EINFUEHRUNG
IN
DAS
KAPITEL
.
82
6.2
SINGULAERES
SPANNUNGSFELD
.
83
6.2.1
TYPISCHE
GEOMETRIEKONFIGURATION
UND
DEFORMATIONSEIGENSCHAFT
DER
RISSE
.
83
6.2.2
ASYMPTOTISCHE
ANALYSE
DES
SINGULAEREN
SPANNUNGSFELDES
IN
DER
NAEHE
DES
RISSES
.
84
6.3
ANWENDUNG
DER
GEWICHTSFUNKTIONSMETHODE
UND
DER
FE-METHODE
ZUR
BE
STIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
.
86
6.3.1
REFERENZ-BELASTUNG
UND
DIE
ENTSPRECHENDE
GEOMETRIEFUNKTION
.
86
6.3.1.1
GEOMETRIEFUNKTION
MIT
KONSTANTEN
(A-T),
L
UND
H,
.
87
6.3.1.2
GEOMETRIEFUNKTION
MIT
KONSTANTEN
T,
W
UND
H,
.
88
6.3.1.3
GEOMETRIEFUNKTIONEN
FUER
KONSTANTE
A,
W
UND
H,
.
90
6.3.1.4
GEOMETRIEFUNKTIONEN
BEI
VERSCHIEDENEN
DUNDURS
PARAMETERN
.
91
6.3.2
GEWICHTSFUNKTION
UND
IHRE
EINFLUSSFAKTOREN
.
95
6.3.2.1
EINFLUSS
VON
E,/E
2
AUF
DIE
GEWICHTSFUNKTION
BEI
KONSTANTEN
GEOME
TRISCHEN
GROESSEN
.
95
6.3.2.2
EINFLUSS
VON
A/T
AUF
DIE
GEWICHTSFUNKTION
BEI
KONSTANTEN
(A-T),
L
UND
H,
.
95
6.3.2.3
EINFLUSS
VON
A/T
AUF
DIE
GEWICHTSFUNKTION
BEI
KONSTANTEN
T,
W
UND
H,
97
6.3.2.4
EINFLUSS
VON
A/T
AUF
DIE
GEWICHTSFUNKTION
BEI
KONSTANTEN
A,
W
UND
H,
.
97
6.3.2.5
EINFLUSS
DES
DUNDURS
PARAMETERS
SS
AUF
DIE
GEWICHTSFUNKTION
BEI
KONSTANTEM
DUNDURS
PARAMETER
A
=
0.5
.
98
6.3.2.6
EINFLUSS
DES
DUNDURS
PARAMETERS
A
AUF
DIE
GEWICHTSFUNKTION
BEI
KONSTANTEM
DUNDURS
PARAMETER
0
=
0.1
.
98
6.3.3
ANWENDUNG
DER
GEWICHTSFUNKTIONSMETHODE
UND
DER
FE-METHODE
ZUR
BESTIMMUNG
DER
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
FUER
VERSCHIEDENE
GEOME
TRIEN
.
100
6.3.3.1
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
MT
KONSTANTEN
(A-T),
L
UND
H,
.
101
6.3.3.2
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
BEI
KONSTANTEN
T,
W
UND
H,
.
102
6.3.3.3
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOREN
FUER
KONSTANTE
A,
W
UND
H,
.
103
6.4
EINFLUESSE
DER
GEOMETRISCHEN
GROESSEN
UND
DES
E-MODUL-VERHAELTNISSES
E
2
/E,
AUF
DIE
K-FAKTOREN
UND
DIE
ENERGIEFREISETZUNGSRATE
.
104
6.4.1
EINFLUESSE
DER
GEOMETRISCHEN
GROESSEN
AUF
DIE
K-FAKTOREN
.
104
6.4.1.1
EINFLUSS
VON
A/T
AUF
DIE
K-FAKTOREN
.
104
6.4.1.2
EINFLUSS
DER
GRUNDWERKSTOFFDICKE
L
AUF
DEN
K-FAKTOR
.
104
6.4.1.3
EINFLUSS
DER
VERBUNDWERKSTOFFHOEHE
H,
AUF
DIE
K-FAKTOR
.
104
6.4.2
EINFLUSS
VON
E
2
/E,
AUF
DEN
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOR
UND
DIE
ENER
GIEFREISETZUNGSRATE
.
106
KAPITEL
7.
SEITENRISSE,
DIE
SENKRECHT
ZUM
MATERIALUEBERGANG
LIEGEN
MIT
DER
RLSSSPLTZE
AN
DER
GRENZFLAECHE
(ZWEITE
ART
DER
SCHICHTRISSE)
.
108
7.1
EINFUEHRUNG
IN
DAS
KAPITEL
.
108
7.2
EIGENSCHAFTEN
DES
SINGULAEREN
SPANNUNGSFEIDES
.
108
7.2.1
TYPISCHE
GEOMETRIEKONFIGURATION
UND
DEFORMATIONSEIGENSCHAFT
DER
RISSE
.
108
7.2.2
ASYMPTOTISCHE
ANALYSE
DES
SINGULAEREN
SPANNUNGSFELDES
IN
DER
NAEHE
DER
RISSE
.
110
7.3
SPANNUNGSORDNUNG
UND
DER
ENTSPRECHENDE
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOR
115
7.3.1
VERGLEICH
DER
SPANNUNGSORDNUNGEN
AUS
DER
GLEICHUNG
(7.2.2.25)
UND
AUS
DER
FE-BERECHNUNG
.
115
7.3.2
EINFLUESSE
DER
EIGENSCHAFTEN
VON
SCHICHTWERKSTOFFEN
AUF
DIE
SPAN
NUNGSORDNUNG
UND
AUF
DEN
ENTSPRECHENDEN
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOR
116
7.3.3
EINFLUSS
DER
SCHICHTDICKE
T
AUF
DIE
SPANNUNGSORDNUNG
UND
DEN
ENT
SPRECHENDEN
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOR
.
118
7.3.4
EINFLUESSE
DER
GRUNDWERKSTOFFDICKE
L
AUF
DIE
SPANNUNGSORDNUNG
UND
DEN
ENTSPRECHENDEN
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOR
.
119
7.3.5
EINFLUESSE
DER
VERBUNDWERKSTOFFSHOEHE
H.
.
120
7.3.6
EINFLUSS
DER
DUNDURS
PARAMETER
AUF
DIE
SPANNUNGSORDNUNG
UND
DEN
ENTSPRECHENDEN
SPANNUNGSINTENSITAETSFAKTOR
.
121
KAPITEL
8.
ZUSAMMENFASSUNG
.
124
LITERATURVERZEICHNIS
.
128 |
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