Effect of frequency, R-ratio and test specimen configuration on fatigue crack growth in PE pipe materials

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

Abstract

In der gegenständlichen Arbeit wurden Ermüdungsrissversuche an drei Polyethylen-Rohrwerkstoffen mit hoher Dichte (PE-HD) und einer bimodalen Molekulargewichtsverteilung durchgeführt. Um den Einfluss von verschiedenen Prüfkörperkonfigurationen zu untersuchen wurden neben dem "Compact Type (CT)" Prüfkörper auch "Cracked Rounded Bars (CRB)" für die Tests verwendet.Zusätzlich wurden der Einfluss des R-Verhältnisses und der Frequenz untersucht. Charakteristisch für alle untersuchten Materialien war ein diskontinuierliches Risswachstum. Beim Vergleich der Materialien stellte sich heraus, dass ein zunehmender Widerstand gegen Ermüdungsrisswachstum hauptsächlich durch das Molekulargewicht bestimmt wird. Auf der Basis bisher erhaltener Messergebnisse wurde festgestellt das sich die Prüfzeiten bei der Verwendung von CRB anstatt CT Prüfkörpern deutlich reduzieren. Bei CT-Prüfkörpern wurde mit zunehmender Testfrequenz ein deutlicher Anstieg des Widerstands gegen Risswachstums festgestellt. Währendessen konnten bei CRB aufgrund der großen Streuung der Ergebnisse keine Unterschiede gefunden werden. Bei allen untersuchten Frequenzen wurde an der Rissspitze von CT-Prüfkörpern eine Temperaturzunahme, bedingt durch hysteretische Erwärmung gemessen. Einen großen Einfluß auf das Ermüdungsrisswachstum zeigt das R-Verhältnis. Bei höheren R-Verhältnissen zeigt sich tendenziell eine Zunahme der Risswachstumsraten als Resultat höherer Niveaus von Maximal- und Mittelspannungsintensitätfaktor.

Details

Titel in ÜbersetzungEinfluss von Frequenz, R-Verhältnis und Prüfkörperkonfiguration auf das Ermüdungsverhalten von PE Rohrwerkstoffen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung15 Dez. 2006
StatusVeröffentlicht - 2006