Key Curve-Einprobenverfahren zur Ermittlung dynamischer Risswiderstandskurven: Review und Analyse hinsichtlich ihrer Anwendung bei duktilen Gusseisenwerkstoffen

摘要

Moderne Regelwerke zur Bewertung der Bauteilsicherheit integrieren zunehmend bruchmechanische Konzepte. Notwendige Voraussetzungen zur praktischen Anwendung dieser Regelwerke fur konkrete Beanspruchungsbedingungen sind jedoch bislang nicht immer hinreichend bzw. zufrieden stellend erfullt. Von besonderer Bedeutung ist dabei der Sicherheitsnachweis fur Unfallszenarien, bei denen im Werkstoff bzw. Bauteil infolge dynamischer Belastung schnelle Anderungen des Spannungs- und Verzerrungszustandes auftreten. Fur diese Beanspruchungsbedingungen stehen zur Ermittlung von Risswiderstandskurven an Gusseisenwerkstoffen mit Kugelgraphit derzeit lediglich kosten- und werkstoffintensive Mehrprobenverfahren zur Verfugung. Aufgrund dessen ist hier die Weiterentwicklung der bruchmechanischen Prufmethodik notwendig. Im vorliegenden Beitrag wird deshalb zunachst uber die Aufarbeitung und Systematisierung publizierter Key Curve-Einprobenverfahren zur Ermittlung dynamischer Risswiderstandskurven berichtet, die seit ca. 25 Jahren mit unterschiedlichem Erfolg bislang fast ausschliesslich fur Stahle eingesetzt wurden. Ausgehend davon wird eine Bewertung hinsichtlich ihres Anwendungspotentials fur duktile Gusseisenwerkstoffe bei dynamischen Belastungsbedingungen vorgenommen. Zusammenfassend werden als fortgeschrittene und fur weitere Untersuchungen Erfolg versprechende Key Curve-Verfahren ein analytischer Ansatz sowie ein numerisches Verfahren herausgestellt.