Ermüdungsrissfortschritt in metallischen Strukturen unter Berücksichtigung von Plastizitätseffekten bei nichtproportionalen Belastungen

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Das Vorhaben ist der Gewinnung grundlegender Erkenntnisse über den bisher nicht wissenschaftlich untersuchten Ermüdungsrissfortschritt in metallischen Strukturen bei nichtproportionaler Schwingbelastung gewidmet. Auf Basis der experimentellen Befunde an dünnwandigen Rohren unter überlagerter Zug-Druck- und Torsionsbelastung soll ein Simulationsverfahren entwickelt werden, das es erlaubt, realitätsnahe Rissfortschrittslebensdauern zu prognostizieren. Dies beinhaltet notwendigerweise auch eine realitätsnahe Vorhersage des Risspfads. In Erweiterung des bisherigen Stands der Kenntnis wird das Simulationsverfahren auf der Basis der elastisch plastischen Schwingbruchmechanik aufgebaut. Im Rahmen der Entwicklung dieses Verfahrens werden die derzeit noch offenen Fragen beantwortet nach der Bestimmung eines Schwingspiels für den Fall eines sich öffnenden Ermüdungsrisses, anschließender nichtproportionaler Mixed-Mode-Beanspruchung, gegebenenfalls mit variablen Amplituden, und gefolgt von Rissuferkontakt bei Entlastung, der dabei erforderlichen Erfassung des rauigkeits- und plastizitätsinduzierten Rissschließens und der anzuwendenden Mixed-Mode-Hypothese insbesondere in Verbindung mit einem Rissspitzenparameter der elastisch plastischen Schwingbruchmechanik.