Fraunhofer-Gesellschaft

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Einsatz der Methode der Finiten Elemente in der Zähbruchmechanik.

The use of the Finite Element Method in elastic-plastic fracture mechanics
 
: Siegele, D.; Schmitt, W.

International FEM-Congress, Baden-Baden, IKOSS GmbH
1985
pp.131-143
International FEM-Congress <1985, Baden-Baden>
German
Conference Paper
Fraunhofer IWM ()
finite elemente; Finite-Elemente-Methode (FEM); Innendruck; J-integral; Rißerweiterung; Rißwiderstandskurve; Temperaturbelastung; Zähbruchmechanik

Abstract
Ein Grossteil der in der Praxis eingesetzten Werkzeuge besitzt aus sicherheitstechnischen Gruenden eine hohe Verformungsfaehigkeit. Zur Beurteilung des Verhaltens solcher Bauteile findet das J-Integral-Konzept der Zaehbruchmechanik Anwendung. Es beinhaltet, dass sich ein in der Struktur vorhandener Riss dann zu erweitern beginnt, wenn der Beanspruchungsparameter J einen kritischen Kennwert Ji ueberschreitet, wobei sich der Riss danach gemaess einer materialspezifischen Risswiderstandskurve stabil ausbreitet, solange J weiter waechst als der Materialwiderstand. Da die Berechnung der Beanspruchungsgroesse J fuer reale Strukturen analytisch nicht moeglich ist, wurde fuer den zwei- und dreidimensionalen Fall das FE-Programm ADINA dahingehend erweitert, dass das J-Integral fuer beliebige Belastungssituationen berechnet und eine Risserweiterung simuliert werden kann. Am Beispiel einer seitengekerbten und einer glatten Kompaktprobe konnte bis zur Maximallast eine gute Uebereinstimmung zwische n Rechnung und Experiment gefunden werden. Fuer den Fall der glatten Probe bestaetigt das dreidimensionale Modell das "Tunneln" der Rissfront bei Risserweiterung. Ausserdem wird am Beispiel einer Analyse eines Hohlzylinders mit Innenriss unter Innendruck und Temperaturbelastung gezeigt, dass fuer die J-Integralberechnung "Korrekturterme" fuer Temperatur und Innendruck beruecksichtigt werden muessen. (IWM)

: http://publica.fraunhofer.de/documents/PX-11304.html