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ASTM E399: Ermittlung des kritischen Spannungsintensit├Ątsfaktor K1C (K-Konzept)

Bereich III der Risswachstumskurve

Der kritische Spannungsintensit├Ątsfaktors K1C nach ASTM E399 ist ein Werkstoffkennwert der Bruchmechanik und wird bei zyklischer Belastung mit konstanter Amplitude ermittelt. Er beschreibt den Widerstand eines Werkstoffs gegen Risswachstum und wird auch Rissz├Ąhigkeit oder Bruchz├Ąhigkeit genannt. 

Risswachstumskurve

Das Risswachstum eines Materials wird in der Risswachstumskurve beschrieben. Diese Kurve wird in drei Bereiche unterteilt:

  • Bereich I: niedrige Risswachstumsgeschwindigkeit, Schwellwert dKth bei dem das Risswachstum gerade beginnt
  • Bereich II: konstante Risswachstumsgeschwindigkeit, wird mathematisch mit der Paris-Geraden beschrieben, Erm├╝dungsrisswachstum da/dN 
  • Bereich III: hohe Risswachstumsgeschwindigkeit, endet mit dem Gewaltbruch, kritischer Spannungsintensit├Ątsfaktor K1C

Die ASTM E399 befasst sich mit dem Bereich III der Risswachstumskurve

Die ASTM E399 zur Ermittlung des kritischen Spannungsintensit├Ątsfaktors K1C befasst sich mit dem Bereich III der Risswachstumskurve.

Die K1C-Ermittlung wird in der Regel bei spr├Âden Werkstoffen durchgef├╝hrt. Als erstes wird durch Anschwingen gem├Ą├č ASTM E399 ein definierter Riss in der Probe erzeugt. 2,5% vor Erreichen der definierten Rissl├Ąnge wird die Spannungsintensit├Ąt verringert.
Im n├Ąchsten Schritt wird die Probe stetig bis zum Bruch und dem Erreichen des KQ-Wertes gezogen. Nach dem Versuch wird der ermittelte KQ-Wert ins Verh├Ąltnis zu Probenbreite, Rissl├Ąnge und der Dehngrenze des Materials gesetzt. Entspricht dieses Verh├Ąltnis dem in der Norm festgelegten Mindestg├╝ltikeitskriterium, wird KQ zu einem g├╝ltigen K1C Wert erkl├Ąrt. 

Das Risswachstum wird mit einem geeigneten Rissaufweitungsaufnehmer und mit der rechnerischen Compliance-Methode ermittelt.

Neben den sehr g├Ąngigen Kompaktproben (CT) k├Ânnen auch Biegeproben (SEB) verwendet werden um die kritische Spannungsintensit├Ąt K1C zu ermitteln. 
 

Passende Produkte f├╝r die ASTM E399: Software

F├╝r testXpert Research existiert eine spezielle Pr├╝fvorschrift f├╝r die Ermittlung des kritischen Spannungsintensit├Ątsfaktor K1C im Bereich III nach ASTM E399.

Passende Produkte f├╝r die ASTM E399: Pr├╝fmaschinen

Mit den servohydraulischen Pr├╝fmaschinen k├Ânnen die Pr├╝fungen nach ASTM E399 vollst├Ąndig, d.h. ohne umspannen der Probe, durchgef├╝hrt werden.

Weitere Informationen zur Bruchmechanik

Bruchmechanik: Risswachstum und Schwellwert ASTM E647

Bereich I und II der Risswachstumskurve
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Bruchmechanik

Risswachstum, Rissausbreitung, Rissauffangf├Ąhigkeit
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