Experimentelle und numerische Untersuchung der dreidimensionalen Ermüdungsrissausbreitung

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Das Versagen zyklisch belasteter Bauteile kann oft auf Ermüdungsrisswachstum zurückgeführt werden. Dabei entstehen meist an Kerben oder Materialfehlstellen Mikrorisse, die sich dann entsprechend der Beanspruchung ausbreiten und zum Versagen führen. Wegen der in der Regel komplexen dreidimensionalen Bauteil– und Rissgeometrie kann die Vorhersage der Restlebensdauer dieses Bauteils nur mit Hilfe der numerischen Simulation erfolgen. Obwohl mittels Simulation für solche Problemstellungen die Beanspruchung an der Rissfront relativ gut bestimmbar ist, bereitet die Vorhersage der Rissausbreitung große Schwierigkeiten: so muss zur Charakterisierung des Rissausbreitungsverhaltens die Richtung als auch die Länge des Rissfortschritts bekannt sein, wobei eine Vielzahl dreidimensionaler Effekte zu beachten ist. Diese Arbeit soll, basierend auf experimentellen und numerischen Untersuchungen der dreidimensionalen Ermüdungsrissausbreitung, neue Erkenntnisse zum Ausbreitungsverhalten des Risses unter verschiedenen Beanspruchungssituationen liefern, so dass eine effektivere und zuverlässigere Vorhersage der Rissausbreitung in der Simulation durchgeführt werden kann.