Beschreibung des stabilen Risswachstums mit Hilfe von asymptotischen Feldern und Risswiderstandskurven:
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| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 18]
201 |
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| adam_text | Titel: Beschreibung des stabilen Rißwachstums mit Hilfe von asymptotischen Feldern und Rißwiderstandskurv
Autor: Voigt, Andreas
Jahr: 1996
FORTSCHRITT-1 BERICHTE VM Dipl.-Ing. Andreas Voigt, Kaiserslautern Beschreibung des stabilen Rißwachstunts mit Hilfe von asymptotischen Feldern und Rißwiderstandskurven Reihe 18 : Mechanik/ Bruchmechanik Nr. 201 VW VERLAG
Inhaltsverzeichnis V Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung VII Bezeichnungen VIII 1 Einleitung 1 1.1 Stand der Forschung ............................ 1 1.2 Problemstellung............................... 3 2 Grundlagen 4 2.1 Kontinuumsmechanische Grundlagen ................... 4 2.1.1 Linear-elastisches Materialverhalten................ 9 2.1.2 Elastisch-plastisches Materialverhalten .............. 10 2.1.3 Ebene Probleme .......................... 14 2.2 Die Methode der Finiten Elemente..................... 15 2.2.1 Linear-elastische Grundgleichungen................ 17 2.2.2 Lösung elastisch-plastischer Probleme............... 21 2.3 Bruchmechanische Grundlagen....................... 24 2.3.1 Die asymptotischen Felder..................... 25 2.3.2 Stabiles Rißwachstum und Rißwiderstandskurve......... 28 3 Stationäres Rißwachstum 31 3.1 Modellbildung................................ 32 3.1.1 Boundary-Layer-Formulation ................... 35 3.1.2 Diskretisierung........................... 37 3.1.3 Belastung.............................. 40 3.2 Integration der elastisch-plastischen Spannungen ............. 43 3.2.1 Vorabberechnung elastischer Anteile................ 46 3.2.2 Berechnung plastischer Anteile mit dem RADIAL Return .... 48
VI Inhaltsverzeichnis 3.3 Berechnung der äquivalenten Knotenkräfte................. 54 3.3.1 Numerische Integration....................... 54 3.3.2 Realisierung im FEM-Netz..................... 56 3.4 Ergebnisse.................................. 58 3.4.1 Vergleich mit analytischen Lösungen ............... 59 3.4.2 Überprüfung der Singularitäten .................. 62 3.4.3 Auswertung der FEM-Ergebnisse................. 64 3.4.4 Winkelfunktionen der stationären Felder.............. 70 4 Stabiles Rißwachstum und die theoretische Rißwiderstandskurve 74 4.1 Die asymptotischen Felder des stabil wachsenden Risses......... 74 4.1.1 Beispiele berechneter Dehnungsfelder............... 76 4.2 Die Integralgleichung der Rißwiderstandskurve.............. 78 4.2.1 Bruchkriterium und Integralgleichung der Rißwiderstandskurve . 78 4.2.2 Grenzwertbetrachtung....................... 80 4.2.3 Probleme im EVZ ......................... 81 4.2.4 Beispiel einer theoretischen Rißwiderstandskurve......... 82 5 Geometrieabhängigkeit der Rißwiderstandskurven 83 5.1 Geometrieabhängigkeit der Dehnungen .................. 85 5.2 Bedeutung experimentell ermittelter Riß widerstandskurven........ 87 5.2.1 Experimentelle J-Bestimmung am stehenden Riß......... 88 5.2.2 Experimentelle J-Bestimmung am wachsenden Riß........ 90 5.3 Theoretische Berechnung gemessener Rißwiderstandskurven....... 92 5.4 Ermittlung der maßgebenden Größen am stehenden Riß.......... 95 5.5 Ergebnisse.................................. 96 6 Zusammenstellung der wichtigsten Resultate und Ausblick 100 Literatur 103
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