40. Vortrags- und Diskussionstagung Werkstoffprüfung 2022
Vortrag
28.10.2022
Spannungszustandseinflüsse auf die Spaltbruchinitiierung in modernen krz-Stählen
SM

Prof. Dr.-Ing. Sebastian Münstermann

RWTH Aachen University

Münstermann, S. (V)¹; Lian, J.²; Shen, F.³
¹RWTH Aachen University; ²Aalto University; ³RWTH Aachen
Vorschau
21 Min. Untertitel (CC)

Die Spaltbruchinitiierung in krz-Stählen beruht auf der Überwindung der werkstoffabhängigen Spaltbruchspannung durch die aus äußerer Beanspruchung resultierenden Zugspannungen. Formal lässt sich dieser Zusammenhang durch ein Kriterium beschreiben, welches auf die erste Hauptspannung am Ort der Spaltbruchinitiierung zurückgreift. Gleichzeitig formuliert die im Zugversuch ermittelte Fließkurve eines Werkstoffs einen formalen Zusammenhang zwischen der aus den Hauptspannungen berechneten Vergleichsspannung und der plastischen Vergleichsdehnung. Unter Ausnutzung dieser Zusammenhänge lässt sich das auf der ersten Hauptspannung basierende Spaltbruchkriterium überführen in eine zur Spaltbruchinitiierung führende, vom lokalen Spannungszustand abhängige plastische Vergleichsdehnung. Diese nimmt je nach Spannungszustand so große Werte an, dass mit einer vorherigen dehnungsbasierten Aktivierung des Gleitbruchmechanismus zu rechnen ist. Diese Vorüberlegungen führen zu der Annahme, dass bei krz-Stählen mit ausreichend gutem Reinheitsgrad und dementsprechend einer weitgehend verhinderten Mikrodefektbildung an Partikeln selbst im Tieftemperaturbereich (-196°C) unter günstigen Spannungszuständen größere Bruchdehnungen auftreten können als bei Raumtemperatur. Die Validierung dieser Hypothesen auf experimenteller Grundlage führt zu einem neuen kontinuumsmechanischen Schädigungsmodell, welches im Detail vorgestellt wird.      

Abstract

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