Ermittlung dynamischer Rißeinleitungszähigkeiten mit dem instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch bei elastisch-plastischem Werkstoffverhalten

Rißwiderstandskurven sind zum unentbehrlichen Instrumentarium zur Beschreibung des Versagens rißbehafteter Komponenten bei elastisch-plastischem Werkstoffverhalten geworden. Die Abhängigkeit der R-Kurve von der Dicke der jeweiligen Proben gestattet aber nur bedingt die Übertragung der Versuchsergebnisse auf das Bauteilverhalten. In der Literatur wird gezeigt, daß der Beginn der stabilen Rißeinleitung einen echten, geometrieunabhängigen Werkstoffkennwert darstellt. Als anerkannte Methode zur Bestimmung kritischer Rißeinleitungsparameter wird die Messung der Stretchzonenbreite vor der Rißspitze (SZW) verwendet. In quasistatischen Einproben (EPT)- oder in Mehrprobentechniken (MPT) lassen sich mit Hilfe von kritschen SZW gültige Rißeinleitungszähigkeiten auf J-Integralbasis bestimmen.
Noch ungelöst ist das Problem der Ermittlung von dynamischen Rißeinleitungszähigkeiten in EPT mit Hilfe des instrumentierten Kerbschlagbiegeversuches. Hierfür muß durch Messung physikalischer Größen, die mit dem Rißeinleitungsprozeß in Verbindung stehen, der Zeitpunkt der Rißeinleitung detektiert werden. Derartige physikalische Detektionsverfahren sind beispielsweise akustische Emission, elektrische und magnetische Emission. Man erkennt, daß alle drei Verfahren nur indirekt auf Rißbildungsprozesse reagieren. Erste Experimente mit einer Instrumentierung des Kerbschlagbiegeversuchs werden vorgestellt, wobei neben der Schlagkraft gleichzeitig akustische, magnetische und elektrische Emission erfaßt werden.
Durch die simultane Erfassung der Signale verschiedener Methoden in Zusammenhang mit hochauflösender Meßtechnik und mathematisch-numerischen Verfahren der Signalauswertung kann erwartet werden, daß die charakteristischen Zeitpunkte für Rißeinleitung und stabilen Rißfortschritt zuverlässig detektiert werden können.