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Tuesday, September 15, 2015, Saal Riga 11:45 AM IBESS I |
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Imperfektionen für die schwingbruchmechanische Bewertung von Schweißverbindungen |
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Benjamin Schork* / Technische Universität Darmstadt, Institut für Werkstofftechnik (MPA-IfW) , GERMANY Pawel Kucharczyk / RWTH Aachen, Institut für Eisenhüttenkunde (IEHK), GERMANY Julian Bernhard/ Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverklässigkeit (LBF), GERMANY Matthias Kaffenberger/ TU Darmstadt, Institut für Werkstofftechnik (MPA-IfW) , GERMANY Jörg Baumgartner/ Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverklässigkeit (LBF), GERMANY Matthias Oechsner/ TU Darmstadt, Institut für Werkstofftechnik (MPA-IfW) , GERMANY |
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Bruchmechanischen Bewertungsmethoden liegt stets eine tatsächlich vorhandene oder fiktive Anfangsrisslänge zu Grunde. Schweißverbindungen sind mit strukturellen Imperfektionen wie beispielsweise Inhomogenitäten in der Mikrostruktur und den Werkstoffeigenschaften behaftet, welche auf der Werkstoffseite berücksichtigt werden können. Imperfektionen wie der Kantenversatz und der Nahtübergangsradius, die als äußere geometrische Imperfektionen aufgefasst werden können, haben vor allem Auswirkungen auf den Spannungszustand und werden daher auf der Lastseite erfasst. Innere geometrische Imperfektionen wie Einschlüsse oder Poren, von welchen Risse initiieren und sich ausbreiten, können als Ausgangsrissgröße aufgefasst werden. Im Teilprojekt A1 des Forschungsclusters IBESS wurden äußere geometrische Imperfektionen an Schweißverbindungen ermittelt und statistisch ausgewertet. Des Weiteren wurden Schweißverbindungen fraktografisch im Rasterelektronenmikroskop (REM) bezüglich innerer geometrischer Imperfektionen untersucht, jedoch konnten aufgrund der hohen Schweißgüte keine schädigungsrelevanten inneren Imperfektionen (Ausgangsdefekte) detektiert werden. Um dennoch eine Ausgangsrisskonfiguration zu bestimmen, wurden Heat-Tinting Versuche eingesetzt, mit denen auf der Bruchfläche verschiedene Anrissstadien markiert werden können. Mit dem Heat-Tinting Verfahren können sehr kleine Anrisse detektiert und somit in Abhängigkeit der Beanspruchung frühe Anrisskonfigurationen ermittelt werden. Des Weiteren haben Zerbst und Madia im Teilprojekt A3 ein Modell entwickelt, mit dem für den Grundwerkstoff mittels zyklischer RKurven eine Ausgangsrissgröße rechnerisch ermittelt werden kann. Unter Verwendung der Ergebnisse aus den Versuchen zur Ermittlung der Anrissstadien soll dieses Modell validiert werden, um auch für Schweißverbindungen Anwendung zu finden. |