Experimentelle Bestimmung bruchmechanischer Kennwerte

Für die experimentelle Bestimmung von Bruchmechanikkennwerten wurden spezielle Laborproben entwickelt und der Versuchsablauf und die Auswertung in internationalen Normen festgehalten.

 

Im allgemeinen werden CT (Compact Tension) oder SENB (Single Edge Notch Bend) Proben eingesetzt. Bild 1 zeigt solche Proben.

Bild 1:

Den Versuchsaufbau zeigt Bild 2 für eine SENB Probe. Die Versuche werden kraftgesteuert, meist in servohydraulischen oder spindelgetriebenen Prüfmaschinen durchgeführt. Aufgrund variabler Probengrößen und unterschiedlicher Festigkeit der zu prüfenden Stähle muss vor dem Versuch geprüft werden, ob die maximale Prüfkraft ausreicht.

 

Die Proben werden im Versuch mit langsamer Prüfgeschwindigkeit bis zum Bruch belastet. Insbesondere bei Stählen mit Übergangstemperaturverhalten werden Versuche bei normalen bis tiefen Temperaturen unterhalb von 0°C durchgeführt. Für warmfeste Stähle können ebenfalls bei höheren Temperaturen Versuche durchgeführt werden. Dazu ist für beide Temperaturregime eine Temperierkammer notwendig (Bild 2).

 

Die Veruche werden durchgeführt, um die kritischen Werte (Index c) der folgenden bruchmechanischen Kennwerte zu ermittlen:

 

  • LEBM: Spannungsintensitätsfaktor KIc
  • EPBM: J-Integral Jc, Ji, JIc
  • EPBM: Rissspitzenöffnung CTODc, CTODu, CTODm

 

Details zur Ermittlung der Wert finden sich in den folgenden Rubriken.

Bild 2