Messung und begleitende numerische Simulation der schnellen Rißausbreitung an modifizierten DCB-Proben aus ARALDIT B

Numerische Simulationen von bruchmechanischen Experimenten mit dem Ziel, aus Messungen der Rißlänge den Spannungsintensitätsfaktor und seine Beziehung zur Bruchgeschwindigkeit zu ermitteln, sind bei der herkömmlichen DCB-Probe mit Belastung durch Keil und Bolzen wegen nicht klar definierbarer Randbedingungen problematisch. Es wurden daher Experimente an modifizierten DCB-Proben aus ARALDIT B durchgeführt, bei denen der Belastungskeil direkt in den Rißmund gedrückt wurde. Bei geeigneten Probenproportionen überstreicht Ki bereits in der Anfangsphase der Rißausbreitung vor dem Eintreffen der ersten reflektierten Wellen einen großen Teil des relevanten Bereiches. In dieser Phase stimmen die numerischen Simulationen gut mit den schattenoptischen Messungen überein. Eine Probenvariante mit T-förmiger Erweiterung am Widerlager dürfte für Rißarrestuntersuchungen besonders geeignet sein, da sich damit hohe Bruchgeschwindigkeiten und kurze Rißsprunglängen miteinander verbinden lassen. Das konstan te Glied in der Reihenentwicklung der Spannungsverteilung an der Rißspitze nach Williams bestimmt die Richtungsstabilität des Risses. Die hierzu von Cotterell, Schindler sowie Streit und Finnie aufgestellten Theorien werden anhand der bei einigen Experimenten beobachteten abknickenden Risse diskutiert.