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Risswachstumsverhalten der Aluminiumlegierung AlMg 4.5Mn unter proportionaler und nichtproportionaler Schwingbelastung

Zerres, Patrick and Brüning, Jutta and Vormwald, Michael (2011):
Risswachstumsverhalten der Aluminiumlegierung AlMg 4.5Mn unter proportionaler und nichtproportionaler Schwingbelastung.
In: Materials Testing, pp. 109-117, 53, (3), [Article]

Abstract

Ein Großteil der bisher veröffentlichten Untersuchungen zum Ermüdungsrisswachstum beschränkt sich auf reine Mode I Belastung, obwohl in realen mechanischen Strukturen in der Regel Mixed-Mode Belastungen auftreten. Ermüdungsrisswachtum unter Mixed-Mode Belas-tung ist im Allgemeinen durch ein nicht selbstähnliches Risswachstum gekennzeichnet. Wird das Risswachstum unter Mixed-Mode Belastung betrachtet, so wird bei der Mehrheit der in der Literatur zu findenden experimentellen Untersuchungen ausschließlich der propor-tionale Fall untersucht. Bold et al. [1] gaben einen Überblick über die Ermüdungsrissausbreitung in Stählen unter Mixed-Mode I und II Belastung. Ihre Hauptaussage bezüglich einachsiger und proportionaler Belastung war, dass der Rissfortschrittsmode, also Mode I oder II, von vielen Faktoren abhängt, wie zum Beispiel dem Material, der Mittelspannung, der Geometrie und der Plastizierungen an der Rissspitze. Auf Grund der geringen Datenbasis wurden von ihnen nur Vermutungen bezüglich des Wachstums unter nichtproportionaler Belastung gemacht. Ein weiterer Überblick, der auch Aluminiumergebnisse mit einschließt, wurde von Qian und Fatemi [2] gegeben. In diesem Artikel wurden experimentelle Arbeiten unter Mi-xed-Mode I und II, Mode II, Mode III und Mixed-Mode I und III Belastung betrachtet. Die Schlussfolgerungen waren im Wesentlichen die gleichen, wie in [1]. Sie präsentierten zudem einen Überblick über die Probekörper für Mixed-Mode Versuche. Speziell für Mixed-Mode I und II Belastung wurden fast ausschließlich scheibenförmige Probekörper verwendet, wie zum Beispiel auch bei einer späteren Veröffentlichung von Borrego et al. [3]. Dahlin und Olsson [4] entwickelten eine spezielle Aufnahme für Compact-Tension-Shear-Proben (CTS-Proben). Diese Aufnahme ermöglicht eine Belastung unter Mode I mit periodischer Mode II Belastung. Jedoch ist mit dieser eine beliebige nichtproportionale Belastung nicht möglich. Nachdem die Autoren in [5] das Rissfortschrittsverhalten des Feinkornbaustahls S460N unter dominierender Mixed-Mode I und II proportionaler und nichtproportionaler Belastung untersucht haben, ist es das Ziel der vorliegenden Arbeit, analoge Untersuchungen für die Aluminiumlegierung AlMg4.5Mn durchzuführen.

Item Type: Article
Erschienen: 2011
Creators: Zerres, Patrick and Brüning, Jutta and Vormwald, Michael
Title: Risswachstumsverhalten der Aluminiumlegierung AlMg 4.5Mn unter proportionaler und nichtproportionaler Schwingbelastung
Language: German
Abstract:

Ein Großteil der bisher veröffentlichten Untersuchungen zum Ermüdungsrisswachstum beschränkt sich auf reine Mode I Belastung, obwohl in realen mechanischen Strukturen in der Regel Mixed-Mode Belastungen auftreten. Ermüdungsrisswachtum unter Mixed-Mode Belas-tung ist im Allgemeinen durch ein nicht selbstähnliches Risswachstum gekennzeichnet. Wird das Risswachstum unter Mixed-Mode Belastung betrachtet, so wird bei der Mehrheit der in der Literatur zu findenden experimentellen Untersuchungen ausschließlich der propor-tionale Fall untersucht. Bold et al. [1] gaben einen Überblick über die Ermüdungsrissausbreitung in Stählen unter Mixed-Mode I und II Belastung. Ihre Hauptaussage bezüglich einachsiger und proportionaler Belastung war, dass der Rissfortschrittsmode, also Mode I oder II, von vielen Faktoren abhängt, wie zum Beispiel dem Material, der Mittelspannung, der Geometrie und der Plastizierungen an der Rissspitze. Auf Grund der geringen Datenbasis wurden von ihnen nur Vermutungen bezüglich des Wachstums unter nichtproportionaler Belastung gemacht. Ein weiterer Überblick, der auch Aluminiumergebnisse mit einschließt, wurde von Qian und Fatemi [2] gegeben. In diesem Artikel wurden experimentelle Arbeiten unter Mi-xed-Mode I und II, Mode II, Mode III und Mixed-Mode I und III Belastung betrachtet. Die Schlussfolgerungen waren im Wesentlichen die gleichen, wie in [1]. Sie präsentierten zudem einen Überblick über die Probekörper für Mixed-Mode Versuche. Speziell für Mixed-Mode I und II Belastung wurden fast ausschließlich scheibenförmige Probekörper verwendet, wie zum Beispiel auch bei einer späteren Veröffentlichung von Borrego et al. [3]. Dahlin und Olsson [4] entwickelten eine spezielle Aufnahme für Compact-Tension-Shear-Proben (CTS-Proben). Diese Aufnahme ermöglicht eine Belastung unter Mode I mit periodischer Mode II Belastung. Jedoch ist mit dieser eine beliebige nichtproportionale Belastung nicht möglich. Nachdem die Autoren in [5] das Rissfortschrittsverhalten des Feinkornbaustahls S460N unter dominierender Mixed-Mode I und II proportionaler und nichtproportionaler Belastung untersucht haben, ist es das Ziel der vorliegenden Arbeit, analoge Untersuchungen für die Aluminiumlegierung AlMg4.5Mn durchzuführen.

Journal or Publication Title: Materials Testing
Volume: 53
Number: 3
Divisions: 13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences > Institute of Steel Constructions and Material Mechanics > Fachgebiet Werkstoffmechanik
13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences > Institute of Steel Constructions and Material Mechanics
13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences
Date Deposited: 27 Jan 2015 14:59
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