Observation and modelling of the short crack growth behaviour in aluminium alloys for the designing of aircraft structures

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Organisationseinheiten

Abstract

Das Ermüdungsrisswachstumsverhalten langer und kurzer Risse in zwei Aluminiumlegierungen, welche in der Luftfahrtindustrie eingesetzt werden, wurde charakterisiert. Die Ermüdungsrisswachstumsversuche an langen Rissen zeigten, dass die Legierung Al 2524-T351 schadenstoleranter ist als Al 6013-T6. Die Schwellenwerte für die Ausbreitung langer Risse sind in Al2524-T351 circa um 10% höher als in Al 6013-T6. In den Ermüdungsrisswachstumsversuchen an Proben mit kurzen Eckrissen stellte sich heraus, dass kurze Risse im Vergleich zu langen Rissen bei gleicher Spannungsintensitätsschwingbreite und gleichem Spannungsverhältnis schneller waschen. Außerdem wachsen sie unterhalb des Schwellenwerts für die Ausbreitung langer Risse. Unterhalb der Schwellenwerte die mit Versuchen bei hohen konstanten Kmax-Werten durchgeführt wurden wuchsen kurze Risse, aber blieben nach wenigen µm Rissverlängerung stehen. Verschiedene Modell zur Vorhersage der Ermüdungsrisswachstumsraten wurden verglichen und auf ihre Eignung zur Beschreibung des Kurzrisswachstumsphänomens untersucht. Die Anwendbarkeit des Spannungsintensitätsfaktors zur Beschreibung des Kurzrissverhaltens wurde ebenfalls analysiert. Auf der Basis von Ermüdungrisswachstumsdaten, die mit konstanten Kmax-Versuchen ermittelt wurden, wurde ein Model erstellt, mit welchem es möglich ist das Kurzrissverhalten bei verschiedenen Spannungsintensitäten vorherzusagen. Der Vergleich mit den experimentellen Daten zeigte eine gute Übereinstimmung.

Details

Titel in ÜbersetzungUntersuchung und Modellierung des Kurzrisswachstums in Aluminium-Legierungen als Grundlage für die rechnerische Strukturauslegung
OriginalspracheEnglisch
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Danzer, Robert, Beurteiler B (intern)
  • Pippan, Reinhard, Beurteiler A (intern)
StatusVeröffentlicht - 2005