Analyse und bruchmechanische Beschreibung des Wachstums kurzer Mehrfachrisse im Bereich der Nahtübergangskerbe von Schweißnähten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Tobias Melz, seit 11/2014
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 213110930

Die zur Beurteilung der Schwingfestigkeit von Schweißnähten essentielle Belastbarkeit von Schweißnahtdetails wird traditionell auf Basis umfangreicher Versuchsserien ermittelt und durch Wöhlerlinien für das Versagenskriterium Bruch beschrieben. Mit bruchmechanischen Methoden ist die physikalisch begründete Beschreibung des Schädigungsprozesses durch Rissfortschritt in der technischen Anrissphase und der Langrisswachstumsphase bis hin zum Bruch möglich. Eine bruchmechanisch basierte, numerische Ermittlung von Wöhlerlinien erfordert eine adäquate Beschreibung der Kurzrisswachstumsphase. Bei Schweißnahtverbindungen ist diese Phase oftmals geprägt durch das Zusammenwachsen von Kurzrissen, die sich in der Nahtübergangskerbe an mehreren Stellen gleichzeitig entwickeln. Eine geeignete modellhafte Beschreibung dieser Risswachstumsphase ist derzeit nicht möglich. Ziel des Vorhabens ist es, grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse zur Interaktion von kurzen Einzelrissen und deren Zusammenwachsen in der häufig versagensrelevanten Nahtübergangskerbe zu gewinnen. Zusammenhänge mit experimentell ermittelten Streuungen der Versagensschwingspielzahl sind abzuleiten. Basierend auf diesen Erkenntnissen sind ein Rissfortschrittsmodell zur analytisch Beschreibung zu entwickeln und Rissinteraktionskriterien abzuleiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr.-Ing. Thomas Bruder
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Holger Hanselka, bis 11/2014