Plastizität und Bruchmechanik - Technische Fakultät

W. Brocks: Plastizität und Bruchmechanik WS 2011/12
Tatsächlich wechselt der Risspfad in Abhängigkeit der Spantdicke. Während bei Spantdicken
unterhalb von 1,8 mm der Riss axial im Ligament der Schale weiterläuft und dabei auch den
Spant durchtrennt, Bild (a), weicht er bei Dicken ab 1,8 mm in Umfangsrichtung aus, ohne
den Spant zu durchtrennen, Bild (b). Die Änderung des Rissmechanismus wirkt sich auch auf
die Restfestigkeit der Schale, also den maximal ertragbaren Innendruck aus.
(a) t = 1.3 mm
(b) t = 1.8 mm
Rissverzweigung, die hier als Effekt der Spantendicke aufgetreten ist, kann auch durch
Variation der Bindungsfestigkeit (Schweißnaht) der Spanten an die Haut auftreten. Entsprechende
Effekte des Abschälens von Spanten von der Zylinderhaut wurden in Experimenten
beobachtet. Das Kohäsivmodell ist geeignet, Phänomene dieser Art zu beschreiben
und ihre Auswirkungen auf die Restfestigkeit vorherzusagen.
6. Schlussfolgerungen
Das auf BARENBLATT zurück gehende phänomenologische Modell einer Kohäsivzone vor der
Rissspitze hat im Zusammenhang mit der FE-Methode eine weite Verbreitung und vielseitige
Anwendungen gefunden. Sein Vorteil gegenüber mikromechanischen Schädigungsmodellen
liegt vor allem in seiner geringen Zahl von Modellparametern und seiner numerischen
Stabilität auch für langes Risswachstum. Die zwei Parameter Kohäsivfestigkeit und
Separationsenergie erlauben eine physikalisch plausible Interpretation von Risszähigkeit mit
Bezug zu den mikromechanischen Mechanismen duktiler Schädigung. Das Modell lässt
vielfältige Erweiterungen zu und hat ein großes Potential für Anwendungen in der Praxis.
- Kohaesivmodell, WB, 07.01.2012 - 9 -