Berücksichtigung der Dehnungsbehinderung in bruchmechanischen Sicherheitsanalysen

Völling, Alexander; Bleck, Wolfgang

doi:3054

Berücksichtigung der Dehnungsbehinderung in bruchmechanischen Sicherheitsanalysen = Influence of constraint on fracture mechanical integrity assessments

Völling, Alexander (Author)

2009

VerantwortlichkeitsangabeAlexander Völling

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2009

UmfangII, 116 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Zsfassung in dt. u. engl. Sprache

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Bleck, Wolfgang (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2009-11-23

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-30541
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/51405/files/Voelling_Alexander.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Elastoplastische Bruchmechanik (Genormte SW) ; Druckbehälter (Genormte SW) ; Spannungszustand (Genormte SW) ; Finite-Elemente-Methode (Genormte SW) ; Oberflächenriss (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Dehnungsbehinderung (frei) ; elastic-plastic fracture mechanics (frei) ; pressure vessel (frei) ; stress-state (frei) ; FEM (frei) ; surface crack (frei) ; constraint (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Für Sicherheitsanalysen rissbehafteter Bauteile ist die Anwendung bruch-mechanischer Konzepte erforderlich. Neben der Erfassung aller Einflussgrößen der Beanspruchung bildet die Angabe der die Widerstandseite repräsentierenden Größe hierfür die Grundlage. Im Bereich der Hochlage kommt dazu neben dem physikalischen auch der technische Initiierungskennwert der Rissspitzenbelastung J in Betracht. Berücksichtigt werden muss dann jedoch, dass aufgrund des stabilen Risswachstums bei der Kennwertermittlung sich der Spannungszustand ändert, was Einfluss auf das Ergebnis hat. Ob eine Übertragbarkeit des an Laborproben ermittelten Zähigkeitskennwertes auf das Bauteil gegeben ist, kann mit Hilfe der Constraint-Theorie überprüft werden. Anhand von Versuchsreihen mit zwei unterschiedlichen Stählen bestehend aus Bruchmechanikversuchen und einem Bauteilversuch, wird die Übertragbarkeit unter Berücksichtigung des Spannungszustandes nachgewiesen. Weiterhin wird gezeigt, dass, insbesondere bei halbelliptischen Fehlerkonfigurationen, die Dehnungsbehinderung eine nicht zu vernachlässigende Einflussgröße ist.

In integrity assessments for structures containing defects fracture mechanics based approaches are required. Therefore, besides the need to imply all parameters contributing to the stressing it is essential to characterise the resistance. Concerning upper shelf behaviour and ductile crack initiation, a physical as well as a technical characteristic value of the critical crack tip loading J can be employed. But, as the stress-state is changing due to crack growth there is a certain influence on the result of the fracture mechanics test. Whether the toughness value determined with a laboratory-size specimen may be assigned to a structure can be verified by constraint theory. Within a testing series of fracture mechanics tests as well as a component test implying two different steels, the transferability is approved by considering the specific stress state. Furthermore it is proven that taking the constraint into account is a crucial point, particularly for semi-elliptical crack configurations.

Fulltext:
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