Kontinuumsmechanische Untersuchung zur Übertragbarkeit der physikalischen Rißinitiierungswerte:
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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: Kontinuumsmechanische Untersuchung zur Übertragbarkeit der physikalischen Rißinitiierungswerte
Autor: Peters, Bernd
Jahr: 1997
SCHRITT- m MW^M BERICHTElV|j| Dipl.-Ing. Bernd Peters, Speyer Kontmuunisntechanische Untersuchung zur Übertrag barkeit der physikalischen Rißinitiierungswerte Reihe 18 : Mechanik/ Bruchmechanik Nr. 811
Inhaltsverzeichnis V Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung und Voraussetzungen.................. 1 1.2 Stand der Forschung........................... 2 1.2.1 Experimenteller Erkenntnisstand................. 3 1.2.2 Theoretischer Erkenntnisstand.................. 4 2 Grundlagen 5 2.1 Elastizitätstheorie............................ 3 2.1.1 Verschiebungen, Verzerrungen, Spannungen........... 5 2.1.2 Gleichgewichtsbedingungen................... 7 2.1.3 Beziehung zwischen Spannungen und Verzerrungen....... 8 2.1.4 Reziprozitätssatz von Betti ................... 9 2.1.5 Ebene Sonderfälle EVZ und ESZ................ 10 2.1.6 Methode der komplexen Potentiale ............... 10 2.2 Plastizitätstheorie ............................ 11 2.3 Bruchmechanik ............................. 14 2.3.1 Linearelastisches Materialverhalten............... 13 2.3.2 Elastisch-plastisches Materialverhalten ............. 19 2.4 Methode der Finiten Elemente...................... 20 2.4.1 Allgemeine Vorgehensweise................... 20
VI Inhaltsverzeichnis 2.4.2 Isoparametrische Elemente, numerische Integration....... 22 2.4.3 MBL-Formulierung....................... 24 3 Übertragbarkeit und Geometrieparameter 26 3.1 Übertragbarkeit aus mechanischer Sicht................. 26 3.2 Mögliche Geometrieparameter...................... 27 3.3 Beziehungen zwischen den Geometrieparametem............ 29 3.4 Vergleich und Bewertung ........................ 30 3.5 Der Biaxialparameter........................... 32 4 Berechnung der T-Spannung 34 4.1 Ebene Rißprobleme........................... 34 4.1.1 Das wegunabhängige Integral Ir ................. 34 4.1.2 Anwendung der Finite Elemente Methode............ 39 4.1.3 Stabilität des Berechnungsverfahrens.............. 42 4.2 Dreidimensionale Rißprobleme ..................... 44 4.2.1 Formulierung von Ir für 3D-Probleme.............. 45 4.2.2 Orthogonalität.......................... 51 4.2.3 Anwendung der Finite Elemente Methode............ 52 4.2.4 3D-MBL-Formulierung..................... 53 4.2.5 Spannungszustand nahe der Rißfront............... 54 4.2.6 Stabilität des Berechnungsverfahrens.............. 57 5 Klassifizierung bruchmechanischer Proben 59 5.1 Genormte Probentypen.......................... 59 5.2 CCT-Probe mit Bohrung......................... 63
Inhaltsverzeichnis __ VP 5.3 Belastungsart............................... 66 5.4 Probendicke und Seitenkerbtiefe..................... 67 6 Einfluß der T-Spannung 72 6.1 Numerische Untersuchungen....................... 72 6.2 Einfluß auf die plastische Zone...................... 75 6.3 Einfluß auf die Tangentialspannung................... 79 7 Beurteilung von Rißinitiierungswerten 83 7.1 Bewertungsdiagramm.......................... 83 7.2 Übertragbarkeitskriterien......................... 86 7.3 Anwendung auf experimentelle Ergebnisse ............... 87 7.3.1 StE690 ............................. 87 7.3.2 St 33............................... 92 8 Ausblick 97 Anhang 98 Literatur 103
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