Untersuchungen zur Anwendung der Bruchmechanik auf duktile Werkstoffe am Beispiel des Bruchverhaltens von weichmacherfreiem Polyvinylchlorid

Das Bruchverhalten von duktil brechenden Materialien läßt sich nicht mit den Methoden der linear‐elastischen Bruchmechanik (LEBM) beschreiben. Für derartige Materialien sind Theorien der erweiterten LEBM und der Fließbruchmechanik (FBM) anzuwenden, die sich zum Teil auf geometrische Größen stützen, deren experimentelle Bestimmung im allgemeinen mit Problemen verbunden ist. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt eine Überprüfung der BM‐Theorien im Hinblick auf ihre Verwendbarkeit auf duktile Werkstoffe, wobei sich die Phänomenologie des Versuchswerkstoffes als hilfreich erweist. Das hier verwendete, eingefärbte PVC‐hart besitzt die Eigenschaft, auf örtliches Überschreiten eines Beanspruchungsniveaus infolge crazing mit Farbveränderungen in plastischen Bereichen zu reagieren. Ferner nehmen die geometrischen Größen der unterschiedlichen BM‐Theorien unter äußerer Beanspruchung durch den gegenüber metallischen Werkstoffen niederen E‐Modul relativ große Werte an. Diese geometrischen Größen (Rißöffnung, Form und Ausdehnung der plastischen Zone) wurden auf optischem Wege registriert und nach einer Auswertung zusammen mit weiteren Meßgrößen den verschiedenen bruchmechanischen Theorien zugrunde gelegt. Die aus diesen Theorien gewonnenen Kennwerte werden verglichen und in eine Abschätzung über ihre Verwendbarkeit einbezogen.