WBF Kapitel 9.txt

Card Set Information

Author:
knorky
ID:
297415
Filename:
WBF Kapitel 9.txt
Updated:
2015-03-03 05:23:15
Tags:
wbf
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wbf
Description:
wbf 9
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  1. Nenne die Stadien des Bruchvorgangs!
    • Rissbildung
    • => Risserweiterung
    • => stabil => Rissstopp
    • => instabil => Rissauffang oder Versagen (durch Sprödbruch, Zähbruch, plast. Kollaps)
  2. In welche 4 Schritte unterteilt sich die bruchmechanische Bewertung?
    • Eingangsgrößenermittlung
    • Modellbildung
    • Berechnung
    • Nachweis
  3. Nenne 3 Eingangsgrößen der bruchmechanischen Bewertung!
    • Fehlerzustand
    • Beanspruchungszustand
    • Werkstoffzustand
  4. Nenne bruchmechanische Berechnungs- und Bewertungskonzepte!
    • Linear-elastische Bruchmechanik (LEBM)
    • Linear-elastische Bruchmechanik mit Kleinbereichsfließen
    • Elastisch-plastische Bruchmechanik oder Fließbruchmechanik (EPBM)
    • Allg. Fließen => Plastizitätstheorie
  5. Was beschreibt die Linear-elastische Bruchmechanik (LEBM)? Wann anwendbar? Beanspruchungsparameter?
    • Anwendbar, wenn die plastische Zone vor der Rissspitze rpl klein gegenüber der Risslänge a und den Bauteilabmessungen l ist (rpl << a, l)
    • Beanspruchungsparameter: Spannungsintensitätsfaktor K
  6. Was beschreibt die Linear-elastische Bruchmechanik mit Kleinbereichsfließen? Wann anwendbar? Beanspruchungsparameter?
    • Anwendbar, wenn es vor der Rissspitze in einem begrenztem Bereich zur plastischen Verformung kommt
    • Beanspruchungsparameter: effektiver Spannungsintensitätsfaktor Keff
  7. Was beschreibt die Elastisch-plastische Bruchmechanik oder Fließbruchmechanik (EPBM)? Wann anwendbar? Beanspruchungsparameter?
    • Muss angewendet werden, wenn die Voraussetzungen zur Anwendung der LEBM nicht gewährleistet sind
    • Beinhaltet als Grenzfall die LEBM
    • Beanspruchungsparameter: J-Integral, Rissöffnungsverschiebung (CTOD) δ
  8. Wie verhält sich die Beanspruchung eines linear elastischen Materials bei einem Riss und einer Kerbe?
  9. Was ist der Spannungsintensitätsfaktor?
    • Für endliche Bauteilabmessungen ändert sich bei der LEBM die prinzipielle Abhängigkeit der Spannungs- und Verformungskomponenten von r und ϕ nicht
    • Spannungsintensitätsfaktor als Beanspruchungsfaktor:
  10. Welche Rissuferverschiebungen, Rissöffnungsarten, Rissöffnungsmoden lassen sich unterscheiden?
    • Modus 1 (einfache Rissöffnung): häufigster praktischer Rissöffnungsmodus, Zugspannung führt zum symmetrischen Abheben der Rissufer
    • Modus 2 (Gleitmodus): ebener Schub bewirkt Abgleiten der Rissufer in der Rissebene
    • Modus 3 (Reißmodus): nichtebener Schub führt zu einer Verschiebung der Rissufer quer zur Rissrichtung
    • Mixed Mode: gleichzeitiges Auftreten verschiedener Rissöffnungsarten
  11. Nenne Risstypen!
    • Durchrisse
    • Oberflächenrisse
    • Innenrisse
  12. Wie lautet das Versagenskriterium der LEBM
    • Versagen im Anwendungsbereich der LEBM bedeutet immer Bruch des Bauteils (Sprödbruch)
    • auftretende Beanspruchung > kritischer Werkstoffkennwert (Beanspruchbarkeit)
    • Beanspruchungskenngröße > Werkstoffkenngröße
    • KIC – Kritischer Spannungsintensitätfaktor ≙ Bruchzähigkeit
  13. Was besagt KIc?
    Wann verwendet?
    • Bruchzähigkeit bei Vorliegen eines ebenen Dehnungszustandes(EDZ)
    • bei sprödem Werkstoffverhalten maßgebende Werkstoffkenngröße
    • charakterisiert den Werkstoffwiderstand gegen instabile Risserweiterung (Bruch)
    • (stabile Risserweiterung ist vernachlässigbar)
  14. Was besagt das Rissmodell nach Irwin?
    • effektive aeff = a + rpl
    • rpl – Radius der plastischen Zone
    • effektiver Spannungsintensitätsfaktor:
  15. Beschreibe die Stadien des duktilen Bruchvorgangs!
    • Entstehen der Stretch-Zone
    • Entstehen von Hohlräumen vor der Rissspitze
    • Zusammenwachsen der Hohlräume Risseinleitung
    • Bildung der Stretchzone abgeschlossen
    • SZWc: kritische Stretch-Zonenbreite
    • SZHc: kritische Stretch-Zonenhöhe
  16. Durch welches Modell wird die EPBM beschrieben?
    Was wird berechnet?
    • Rissmodell nach Dugdale
    • Rissöffnung δ
    • Fließspannung σF
  17. Was bedeutet Versagen im Bereich der EPBM?
    • Versagen im Anwendungsbereich der elastisch plastischen Bruchmechanik kann bedeuten:
    • Rissinitiierung δ≥δi oder δ0.2
    • Rissinstabilität δ≥δ(Δa)
    • δi: wahre Initiierungsrissöffnung
    • δ0.2: technische Initiierungsrissöffnung Werkstoffkenngrößen bei duktilem Werkstoffverhalten charakterisiert den Werkstoffwiderstand gegen den Beginn stabiler Risserweiterung [mm]
    • δ(Δa): Rissöffnung bei Auftreten eines bestimmten Betrages der stabilen Risserweiterung [mm]
  18. Wovon ist δ abhängig?
    • Bauteil- und Rissgeometrie
    • Beanspruchung
  19. Was ist das J-Integral-Konzept?
    Näherungslösung?
    • Energiebetrachtung am wachsenden Makroriss
    • B: Proben- bzw. Bauteildicke
    • U: Fläche unter der Kraft-Verschiebungs-Kurve
    • η: Korrekturfaktor
    • W-a: Größe des Ligaments vor dem Riss
  20. Wie lautet das Versagenskriterium der elastisch-plastischen Bruchmechanik?
    • Rissinitiierung: J≥ Ji oder J0.2
    • Rissinstabilität: J≥ J(Δa)
    • Ji: wahre Initiierungsrisszähigkeit (im Maß von J)
    • J0,2: technische Initiierungsrisszähigkeit Werkstoffkenngrößen bei duktilem Werkstoffverhalten charakterisiert den Werkstoffwiderstand gegen den Beginn stabiler Risserweiterung [N/mm oder kJ/m2]
    • J(Δa): Wert J Integrals bei Auftreten eines bestimmten Betrages der stabilen Risserweiterung [N/mm oder kJ/m2]
  21. Nenne 3 Probenformen zur Ermittlung bruchmechanischer Werkstoffkennwerte!
    • Biegeprobe (SE(B))
    • Kompakt-Zugprobe (C(T))
    • Rund-Kompakt-Zugprobe (DC(T))
  22. Wie ist das Risszähigkeits-Temperatur-Verhalten für ferritische, bainitische und martensitische Stähle?
  23. Wie können Risszähigkeiten in erster Näherung ermittelt werden?
    Korrealtionen zur Kerbschlagarbeit verwendet
  24. Nenne 2 Konzepte für das Versagen von Bauteilen mit Rissenbei ausgeprägtem plastischen Fließen!
    • Instabile Risserweiterung => Zähbruch
    • Instabilität durch Erreichen der Traglast => Plastischer Kollaps
  25. Was besagt der Kollapskennwert?
    Berechnung je nach Werkstoffverhalten?
    • Maximale Traglast erreicht wenn überall im Querschnitt Kollapsspannung σKollaps auftritt
    • idealplastischen Werkstoffverhalten: σKollaps=Re
    • volle Erschöpfung der Werkstoffverfestigung bei hohem Verformungsvermögen: σKollaps=Re
    • In der Praxis:
  26. Wie werden Bauteile mit Rissen unter statischer Beanspruchung bewertet?
    Versagens-Bewertungs-Diagramm (FAD)
  27. Wie sieht ein FAD-Diagramm aus?
    Wo sind die sicheren und wo die unsicheren Bereiche?

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