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Simulation des Mikrorisswachstums unter Schwingbeanspruchung. Teil 1: Modell und Simulationsergebnisse, Mikrorisswachstum, Streuung, Einfluss von Beanspruchungsart und ‐höhe, Risskeimdichte und Korngröße
Author(s) -
Zenner H.,
Pötter K.,
Schram A.,
Suhartono H. A.
Publication year - 2001
Publication title -
materialwissenschaft und werkstofftechnik
Language(s) - German
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.285
H-Index - 38
eISSN - 1521-4052
pISSN - 0933-5137
DOI - 10.1002/1521-4052(200111)32:11<845::aid-mawe845>3.0.co;2-3
Subject(s) - chemistry , crystallography , composite material , materials science
Gezeigt werden die Modellierung und die Simulation des Mikrorisswachstums unter schwingender Beanspruchung. Mikrostrukturelle Barrieren und der Spannungszustand spielen dabei eine dominierende Rolle. Der metallische Werkstoff setzt sich in der Simulation aus hexagonalen Körnern zusammen, wobei die kristallographische Orientierung in jedem Korn anders ist (Zufallsgenerator). Das Risswachstum erfolgt zunächst in stage I (microstructural short cracks), getrieben durch die Schubspannung. Mit Annäherung der Rissspitze an die Korngrenze verlangsamt sich das Risswachstum. Nach Erreichen einer spezifischen Risslänge erfolgt das Risswachstum im stage II, d. h. als Normalspannungsriss (physical small crack). Das Modell wird angewandt auf Proben aus Ck 15 und Al Mg Si 1. Hohlzylinder werden durch Zug‐Druck, Torsion und mehrachsig beansprucht, wobei auch unterschiedliche Lastfolgen betrachtet werden. Das simulierte Risswachstum zeigt eine gute Übereinstimmung mit dem im Versuch beobachteten im Hinblick auf die Rissrichtung und ‐verteilung. Das Mikrorissverhalten und sein Einfluss auf die ertragbare Schwingspielzahl bis zu einer Risslänge von 500 μm wird für zahlreiche Einflussgrößen dargestellt.