Improvement of the theory of plasticity and fracture mechanics for evaluating the strength of tubes with defects under cyclic pressure

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Im Bereich der Hochdrucktechnik wird die Autofrettage als festigkeitssteigernde Maßnahme für Bauteile, insbesondere Rohre, unter zyklischer Innendruckbeanspruchung eingesetzt. Die Autofrettage ist das Einbringen von Druckeigenspannungen in anrissgefährdete Bereiche durch das einmalige Aufbringen eines weit über dem normalen Betriebsdruck liegenden Autofrettagedruckes. Im Rahmen des Vorhabens soll der Ermüdungsvorgang in faltenbehafteten und autofrettierten Rohren beschrieben werden. Die Falten entstehen herstellungsbedingt und werden als Anfangsdefekte behandelt. Zunächst werden die äußeren Lasten bei der Autofrettage und der anschließenden Betriebsbelastung durch eine Verbesserung der vorhandenen Materialmodelle für zyklische Belastung in örtliche Beanspruchungen umgesetzt. Insbesondere wird der Übergang von der Erstbelastungskurve zum stabilisierten Verhalten ausreichend genau modelliert. Ausgehend von den Anfangsdefekten werden Lebensdauer und Dauerfestigkeit durch Integration des Rissfortschrittsgesetzes, formuliert in effektiven Schwingweiten des zyklischen J-Integrals, berechnet.