Beitrag zur Untersuchung des effektiven zyklischen Spannungsintensitätsfaktors bei Ermüdungsrisswachstum mit Belastungswechseln:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2008
|
| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 18, Mechanik/Bruchmechanik ; 314 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | IX, 117 S. Ill., graph. Darst. 21 cm |
| ISBN: | 9783183314188 3183314185 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis V
Inhaltsverzeichnis
Symbolverzeichnis................... VII
1 Einleitung..... ........................................................................................................... 1
2 Grundlagen und Konzepte zum Ennüdungsriss-wachstum bei Belastungswechseln 3
2.1 Grundlagen der Bruchmecnanik ..»..»»»....m»»...»«...»...........»»..«..»».........^..»..»».......^
2.1.1 Spannungsverteilung in der Rissumgebung bei monotoner Belastung 3
2.1.2 Versagenskriterien 5
2.1.3 Plastische Zone 6
2.1.3.1 Modell der plastischen Zone von Irwin 7
2.1.3.2 Dugdale-Modell 8
2.1.3.3 Weitere Modelle 9
2.2 ErmUdungsrisswachstum bei Belastung mit konstanter Amplitude............_...............10
2.2.1 ErmUdungsriss unter konstanter Amplitude 11
2.2.2 Schwellenwert für Ennüdungsrisswachstum 13
23 Ennüdungsrisswachstutn bei Belastung mit variabler Amplitude..»»»..«»«»......».«....^
2.3.1 Eigenspannungen bei zyklischer Belastung 17
2.3.2 Rissschließen 19
2.3.2.1 Plastizitätsinduziertes Rissschließen 20
2.3.2.2 Rauhigkeitsinduziertes Rissschließen 22
2.3.2.3 Oxidinduziertes Rissschließen 22
2.3.2.4 Sonstige Ursachen 22
2.4 Konzepte zur Bestimmung des effektiven SpanmingsintensiUttsfaktors ..»«..„....».„...23
2.4.1 Experimentelle K^-Bestimmung über Kraft-Verschiebungs-Kurven 23
2.4.2 AKtff-Messungen mit Risswachstum als Indikator 26
2.5 Mathematische Modelle zur Berechnung des effektiven SIF . 28
2.5.1 Willenborg-Modell 29
2.5.2 Fläeßstreifen-Modelle 31
2.5.3 Empirische Ansätze 35
3 Experimentelle Untersuchungen zum Ennüdungsriss-wachstum bei
Belastungswechseln,,............¦..,.,...¦¦,....¦ ¦¦¦..¦¦....¦.»»..«¦........ .............................................. 38
3.1 Versnchsmifbau und verwendete Proben „ .......3S
3.2 Verwendete Materialien , , .„mm.,.mmm~~....... ,......41
3.2.1 AluminiumlegierungENAW-7075-T651 41
VI Inhaltsverzeichnis
3.2.2 StaHlegierung 42CrMo4 43
33 Ergebnisse der Überlastversuche für den Werkstoff 42CrMo4 45
3.4 Vergleich mit anderen experimentellen Ergebnissen und bruchmechanischen
4 Experimentelle Ermittlung des effektiven zyklischen Spannungsintensitätsfaktors53
4.1 Versuchsdurchführung...- .................. .... .... . 53
d 7 Vprsiirh«1 T»ei Crinndlielastiiiiff .«.—......««........«......»«.......».......«........»........»..........«.¦¦¦ 56
4.2.1 Effektive Risswachstumskurve für EN AW-7075-T651 57
4.2.2 Effektive Rissfortschrittskurve für 42CrMo4 59
4.2.3 Ermittlung von Ausgleichskurven 62
43 Versuche nach Überlasten .... .... 64
4.3.1 Al-7075 65
4.3.2 42CrMo4 69
4.4 Vergleich mit anderen experimentellen Ergebnissen und bruchmechanischen
Konzepten »¦»»¦»...».»««......h»......»....».h.h.»..h.»....hm»...h.hH.....»«......»«.......Hh....»mh.m..h»..«. 71
5 Numerische Untersuchungen zum effektiven Spannungsintensitätsfaktor...............74
5.1 Aufbau des Finite-EIemcnte-Modells......... . ............ ™..„„™. 74
5.1.1 Finite-Elemente-Vernetzung 74
5.1.2 Verwendetes Materialmodell 76
5.1.3 Simulation des Risswachstums 78
5.2 Risswachstumssimulationen bei Grundbelastung mit konstanter Amplitude 80
53 Numerische Untersuchungen zu Überlasten................................. . 83
5.4 Vergleich mit anderen Ergebnissen..._ . .. ..—............................. 97
5.5 Fazit der Beobachtungen 100
6 Zusammenfassung und Ausblick.... ........................................................................103
T itp *£lfllT*Vf*I*7.fH{*tllilfc . • ¦ ¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦•¦¦¦¦¦¦¦¦¦•¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦ »¦¦¦105
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Symbolverzeichnis. VII
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2 Grundlagen und Konzepte zum Ennüdungsriss-wachstum bei Belastungswechseln 3
2.1 Grundlagen der Bruchmecnanik .».»»».m»».»«.».»».«.»».^.».»».^
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3 Experimentelle Untersuchungen zum Ennüdungsriss-wachstum bei
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VI Inhaltsverzeichnis
3.2.2 StaHlegierung 42CrMo4 43
33 Ergebnisse der Überlastversuche für den Werkstoff 42CrMo4 45
3.4 Vergleich mit anderen experimentellen Ergebnissen und bruchmechanischen
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4.1 Versuchsdurchführung.- . . . . 53
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