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Experimentelle Untersuchung des Einflusses von orientierten Rißfeldern auf Festigkeit und Makrorißausbreitung

 
: Schönholz, R.; Kleer, G.; Döll, W.
: Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik -IWM-, Freiburg/Brsg.

Freiburg/Brsg., 1990
Wissenschaftlicher Bericht - Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, W 8/90
Deutsch
Buch
Fraunhofer IWM ()
Al2O3-Keramik; Doppeltorsion; Festigkeit; Makrorißausbreitung; orientierte Rißfelder; R-Kurven-Verhalten; Spannungsintensitätsfaktor; Versagensverhalten

Abstract
In der Beschreibung des Festigkeits- und Versagensverhaltens keramischer Werkstoffe auf bruchmechanischer Grundlage wurde bisher hauptsächlich das Ausbreitungsverhalten von Einzelrissen in einem ansonsten als rißfrei angesehenen Material betrachtet. Es zeigt sich jedoch zunehmend, daß bei Versagensvorgängen mit dem Einzelrißereignis auch das Zusammenwirken von im Material vorhandenen Rissen Berücksichtigung finden muß. Zum einen steht ein Effekt zur Diskussion, der im wesentlichen hinter der Rißspitze Bedeutung hat, nämlich der R-Kurveneffekt infolge der Rißflankenwechselwirkung. Zum anderen muß ein Effekt betrachtet werden, der im Bereich der Rißspitze in der sogenannten Prozeßzone die Wechselwirkung zwischen Hauptriß und Mikrorissen berücksichtigt. Diese Problemstellung wurde experimentell und theoretisch untersucht. Dazu wurden die Festigkeit vorgeschädigter Proben und der Einfluß verschiedener Rißkonfigurationen, die durch Makrorisse und unterschiedliche Mikrorißfelder vorgegeben s ind, auf das Rißwiderstandsverhalten und damit auf die Verschiebung der K tief I-Intervalle im Doppeltorsionsexperiment untersucht. Die Untersuchungen zeigen, daß zu der an vorgeschädigten Proben mit orientiertem Rißfeld gemessenen Verschiebung der K tief I-Intervalle zu höheren Werten sowohl die im Bereich der Rißspitze stattfindenden Wechselwirkungen zwischen Makroriß und Mikrorißfeld beitragen als auch Rißflankenwechselwirkungen hinter der Rißspitze. Allerdings ist speziell im DT-Experiment der fortschreitende Riß bis zum Probenbruch geöffnet, wodurch Wechselwirkungen der Rißflanken vermindert sein sollten. Deshalb scheint die abschirmende Wirkung des Mikrorißfeldes auf den Makroriß eine wichtige Bedeutung zu haben, was auch dadurch gestützt wird, daß die im Experiment gefundenen Faktoren für die Verschiebungen der K tief I-Intervalle recht genau mit den theoretisch vorausbestimmten Faktoren übereinstimmen.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/PX-47399.html