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Rißwiderstand von Druckbehälterstählen unter dynamischen Beanspruchungen

 
: Schmitt, W.; Böhme, W.; Memhard, D.; Winkler, S.

Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V. -DVM-, Berlin:
Tagungsband 24. Vortragsveranstaltung des Arbeitskreises Bruchvorgänge im DVM
Berlin, 1992
S.89-106
Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung, Arbeitskreis Bruchvorgänge (Vortragsveranstaltung) <24, 1992, Berlin>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IWM ()
Druckbehälter; dynamische Beanspruchung; dynamische J-R-Kurve; numerische Simulation; Rißlaufenergie; Rißwiderstand

Abstract
Es wurde eine Übersicht über Arbeiten zur Charakterisierung der Rißzähigkeit eines Reaktordruckbehälterstahles 22 NiMoCr 3 7 im Hochlagenbereich bei erhöhten Belastungsraten gegeben, die über die Anwendungsgrenzen konventioneller Bruchmechanikkonzepte hinausführen. Zunächst wurde über die Ermittlung dynamischer J- Rißwiderstandskurven mit Hilfe von schlagbelasteten Dreipunkt-Biegeproben berichtet. Die Versuche an unterschiedlich großen Proben wurden in einer Fallgewichtsanlage bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 90 Grad Celsius durchgeführt. Es ergaben sich gegenüber statischen Versuchen deutlich höhere J-Rißwiderstandskurven, deren Verlauf in verschiedene Phasen unterschieden werden kann. Der Grund hierfür liegt in der Ausbildung von Nebenrissen während der duktilen Initiierungsphase. Die Länge dieser Nebenrisse und damit die Erhöhung der Rißzähigkeit ist umso größer, je größer die Proben und je höher die Belastungsraten sind. Dadurch verhält sich der Werkstoff so zäh, daß in sbesondere bei den großen, dynamisch beanspruchten Dreipunktbiegeproben die formal ausgewerteten J-Integralwerte wesentlich größer sind als die in den Normen festgelegte J- Kapazität der Proben. Das Konzept der Rißlaufenergie kann das J-Integralkonzept im Hinblick auf höhere Zähigkeiten und vor allem größere Rißverlängerungen erweitem. Daher wurden auch Rißlaufexperimente mit duktilen Rißerweiterungen von bis zu 125 mm mit seitlich gerissenen großen Zugscheiben vorgestellt. Die experimentelle und numerische Auswertung erfolgte entweder in Form von J-Rißwiderstandskurven oder als Rißlaufenergie, also der für die duktile Rißerweiterung benötigte Arbeit bezogen auf den Zuwachs der Rißfläche. Ein theoretischer Zusammenhang zwischen J-Rißwiderstandskurve und Rißlaufenergie wurde anhand der Versuchsergebnisse verifiziert. Da schädigungsmechanische Ansätze mit zunehmendem Erfolg bei der Ermittlung von Rißzähigkeiten aus Zugversuchen eingesetzt werden, gibt es Bestrebungen, auch den Kerbschla g

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