Ermüdungsrißausbreitung unter nicht-proportionaler Mixed-Mode-Beanspruchung:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschrittberichte VDI / 18]
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| adam_text | Titel: Ermüdungsrißausbreitung unter nicht-proportionaler Mixed-Mode-Beanspruchung
Autor: Plank, Robert
Jahr: 1997
SCHRITT- m MW^m BERICHTEUni Dipl.-Ing. Robert Plank, Fürth Ermüdungsrißausbreitung unter nicht-proportionaler Mixed-Mode-Beanspruchung Reihe 18 : Mechanik/ Bruchmechanik Nr. 207
Inhaltsverzeichnis ______ Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung * 1.1 Stand der Forschung............................. 3 1.2 Zielsetzung .................................. 7 2 Grundlagen ® 2.1 Linear-elastische Bruchmechanik....................... 8 2.1.1 Spannungsverteilung im Rißnahfeld................. 8 2.1.2 Bruchkriterien und Rißausbreitung................. 11 2.1.3 Grenzen der linear-elastischen Betrachtungsweise ......... 15 2.2 Ermüdungsrißausbreitung .......................... 16 2.2.1 Mechanismen der stabilen Rißausbreitung ............. 17 2.2.2 Beschreibung der stabilen Rißausbreitung mit Kenngrößen .... 18 der LEBM 2.2.3 Rißausbreitung unter proportionaler Mixed-Mode-I+II-...... 21 Beanspruchung 2.2.4 Rißausbreitung unter nicht-proportionaler Mixed-Mode-I+II- ... 23 Beanspruchung 2.3 Berechnung der Spannungsintensitätsfaktoren............... 27 3 Experimentelle Untersuchungen 28 3.1 Probenwerkstoffe............................... 28 3.2 Materialkennwerte .............................. 29 3.3 Mode-II- und Mixed-Mode-I+II-Versuche.................. 32 3.3.1 Probengeometrie und Einspannvorrichtung............. 33 3.3.2 Rißeinleitung............................. 34 3.3.3 Rißlängenmessung .......................... 38 3.3.4 Versuchsparameter.......................... 45 3.4 Versuchsauswertung.............................. 46 3.4.1 Meßdatenaufbereitung........................ 46 3.4.2 Bruchflächenanalysen......................... 49 3.4.3 Gefügeanalysen............................ 50
VI 4 Experimentelle Ergebnisse 51 4.1 Kennwerte aus dem Zugversuch....................... 51 4.2 Bruchmechanische Kennwerte unter Mode-I-Beanspruchung........ 51 4.3 Rißausbreitung unter Mode-II-Beanspruchung............... 53 4.4 Nicht-Proportionale Mixed-Mode-I+II-Beanspruchung........... 54 4.4.1 Überlagerung von zyklischer Mode-II- bzw. Mixed-Mode-I+II- . . 54 und statischer Mode-I-Beanspruchung 4.4.2 Überlagerung von zyklischer Mode-I- und statischer Mode-II- ... 68 Beanspruchung 4.5 Einfluß der Anisotropie............................ 70 4.5.1 Einfluß auf die Materialkennwerte.................. 70 4.5.2 Einfluß auf die Ermüdungsrißausbreitung.............. 71 4.6 Einfluß der Bruchflächenrauheit....................... 71 5 Rißausbreitungsmodell für nicht-proportionale 74 Mixed-Mode-I+II-Beanspruchung 5.1 Ausbreitungskriterien............................. 74 5.2 Vergleich Experiment-Modell........................ 77 5.2.1 Kriterien der Spannungsintensitätsschwingbreiten......... 77 5.2.2 Tangentialspannungskriterium.................... 79 5.2.3 Kriterium der maximalen Rißfortschrittsrate............ 82 5.3 Überprüfung der linear-elastischen Betrachtungsweise........... 85 5.4 Vergleich mit verfügbaren Daten aus der Literatur............. 88 6 Perspektiven der Weiterarbeit 91 6.1 Experimentelle Untersuchungen....................... 92 6.2 Werkstoffwissenschaftliche Untersuchungen................. 93 6.3 Numerische Analysen............................. 94 7 Zusammenfassung 96 8 Anhang 99 A Materialkennwerte aus den Zugversuchen.................. 99
Inhaltsverzeichnis VII B Materialkennwerte aus den Mode-I-Versuchen...............100 C Schwellenwerte der mode-II-kontrollierten Rißausbreitung.........100 D Experimentell ermittelte Ablenkwinkel ..................101 unter mode-I-gesteuerter Rißausbreitung E Bruchflächenrauheit der Schwingungsanrisse................102 9 Literatur 103
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