Implementierung einer bruchstatistischen Methodik zur Prognose des Versagenszeitpunktes von spröden Werkstoffen bei Impaktbelastung für die explizite FEM
Implementierung einer bruchstatistischen Methodik zur Prognose des Versagenszeitpunktes von spröden Werkstoffen bei Impaktbelastung für die explizite FEM
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Im Gegensatz zu duktilen Werkstoffen versagen spröde Werkstoffe nicht am Ort der höchsten Belastung, sondern an dem Ort an dem eine zufällige Kombination aus Spannung und Defekt zu einer kritischen Belastung des Werkstoffes führt. Daher wird das Bruchverhalten spröder Werkstoffe nicht durch einen Wert, sondern durch einen statistischen Wertebereich charakterisiert. Ein spröder Werkstoff, dessen Bruchverhalten einen großen Einfluss auf das strukturmechanische Verhalten numerischer Fahrzeugmodelle besitzt, ist das in der Windschutzscheibe eingesetzte Floatglas. Innerhalb der Fahrzeugentwicklung wird das statistische Bruchverhalten häufig vernachlässigt. Innerhalb der hier vorgestellten Methodik werden Erkenntnisse der Bruchstatistik mit Berechnungsergebnissen der expliziten FEM verknüpft. Basierend auf der Beschreibung relevanter bruchstatistischer Einflüsse, wie der Größeneffekt, die dynamische Festigkeitserhöhung und der Auswertung des zeitlichen Zugspannungsverlaufs an den diskreten Flächenelementen wird die Versagenswahrscheinlichkeit für die gesamte Windschutzscheibe bestimmt. Die Möglichkeiten dieser Methode werden anhand von Kopfimpaktoranprallsimulationen im mittleren Scheibenbereich gezeigt, da hier ein erhöhtes Verletzungsrisiko von einer späten Rissinitiierung ausgeht. Durch Anwendung der Methode wird gezeigt, dass Scheibengeometrien mit einer vergleichsweise großen Scheibenbreite und geringer mittleren Querbiegung sehr frühe Rissinitiierungszeiten sowie respektive geringe Verletzungsrisiken aufweisen.
Document information
Implementierung einer bruchstatistischen Methodik zur Prognose des Versagenszeitpunktes von spröden Werkstoffen bei Impaktbelastung für die explizite FEM
2014
12 Seiten, Bilder, 23 Quellen
Conference paper
German
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