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Bewertung unterschiedlicher Methoden zur Bestimmung des Schwellenwertes gegen Ermüdungsrissausbreitung

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Published/Copyright: May 26, 2013
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Materials Testing
From the journal Materials Testing Volume 50 Issue 9

Kurzfassung

Bei der Auslegung von Bauteilen und Strukturen, aber insbesondere bei der Festlegung von Inspektionsintervallen, spielen bruchmechanische Ansätze eine entscheidende Rolle. Die Basis der bruchmechanischen Konzepte ist eine exakte Beschreibung des Werkstoffverhaltens beispielsweise in Form des Schwellenwertes gegen Ermüdungsrissausbreitung, dessen Bestimmung beispielsweise in der Norm der ASTM definiert ist. Da jedoch nicht alle Parameter eindeutig definiert sind, wird im Rahmen dieses Beitrags eine Parameterstudie präsentiert. Dabei zeigt sich, dass mit zunehmender Absenkrate bei einer exponentiellen Absenkung der zyklischen Spannungsintensität die Thresholdwerte tendenziell steigen. Die initiale Spannungsintensität hat dagegen nur einen marginalen Effekt. Durch eine lineare Absenkung wird im Mittel zwar der gleiche Thresholdwert wie bei einer exponentiellen Absenkung ermittelt, jedoch ist die Streuung wesentlich geringer.

Abstract

For the dimensioning of components and structures, but in particular for the definition of inspection intervals, fracture mechanical approaches play a decisive role. The basis of fracture mechanical concepts is an exact description of the material behaviour e.g. in terms of the fatigue crack growth threshold value, whose determination is standardised by the ASTM. However, not all parameters are explicitly defined. Within the scope of this paper a parameter study is presented. It has been shown that with an increasing reduction gradient of an exponential decrease of the cyclic stress intensity the threshold tends to higher values. In contrast the initial stress intensity has only a marginal effect. With a linear decrease in average the same threshold value is determined as in the case of an exponential decrease, but the scatter is considerably lower using a linear reduction procedure.

PD Dr.-Ing. Manuela Sander, geb. 1975, studierte Wirtschaftsingenieurwesen mit der Fachrichtung Fertigungstechnik an der Universität Paderborn. Anschließend war sie als Wissenschaftliche Mitarbeiterin bei der Fachgruppe Angewandte Mechanik der Universität Paderborn und promovierte 2003 dort. Seit 2004 ist sie als Oberingenieurin der Fachgruppe Angewandte Mechanik tätig und habilitierte 2007. Ihre Lehrberechtigung erhielt sie für das Fach Technische Mechanik und Betriebsfestigkeit.

Prof. Dr.-Ing. Hans Albert Richard, geb. 1949, studierte an der Universität Kaiserslautern Maschinenbau. Von 1974 bis1980 war er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Technische Mechanik der Universität Kaiserslautern und promovierte dort. Anschließend war er als Oberingenieur am Lehrstuhl für Technische Mechanik der Universität Kaiserslautern beschäftigt. Dort habilitierte er und erhielt die Lehrberechtigung für das Fach Technische Mechanik. Seit 1986 ist er Professor für das Fach Technische Mechanik an der Universität Paderborn. Als Obmann des Arbeitskreises Bruchvorgänge im DVM war er von 1999 bis 2003 tätig.

Dipl.-Ing. Janina Menke, geb. 1980, studierte Maschinenbau an der Universität Paderborn. Seit 2006 ist sie Wissenschaftliche Mitarbeiterin bei der Fachgruppe Angewandte Mechanik der Universität Paderborn.

Literatur

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Online erschienen: 2013-05-26
Erschienen im Druck: 2008-09-01

© 2008, Carl Hanser Verlag, München

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