Numerische Untersuchungen zum Einfluss des Out-of-Plane Constraints auf die Risszähigkeit im spröd-duktilen Übergangsbereich

Bei mehrachsig beanspruchten Bauteilen kann es dazu kommen, dass die tatsächlich vorliegende Bauteilrisszähigkeit geringer ist als der experimentell an der C(T)-Standardprobe ermittelte Risszähigkeitswert. Daher unter sucht dieser Beitrag den Einfluss des Out-of-Plane Constraint auf die Risszähigkeit bzw. Versagenswahrscheinlichkeit mittels FE-Simulationen eines querbelasteten C(T)-Probenmodells unter der Annahme eines Versagens in Folge von Spaltbruch. Die Ergebnisse zeigen, dass Zugspannungen parallel zur Rissfront eine erhebliche Reduktion der Bauteilrisszähigkeit verursachen, die durch die C(T)-Standardprobe nicht erfasst werden kann. Im Gegensatz dazu führen Druckspannungen zu einer deut lichen Erhöhung der Risszähigkeit im Vergleich zur Standard-C(T)-Geometrie. Außer dem zeigt sich, dass der Constraint-Parameter 𝑄 und der Spannungsmehrachsigkeits koeffizient ℎ den Out-of-Plane Constraint korrekt quantifizieren, wohingegen der 𝑇𝑆𝑡𝑟𝑒𝑠𝑠 dazu nicht in der Lage ist.