Failure Assessment Diagramm - FAD

... die vielseitige Alternative für elastisch-plastisches und linear elastisches Werkstoffverhalten.

Bild 1

Mit dem Failure Assessment Diagramm (FAD) wurde ab den 1980-Jahren vor allem in England beim CEGB (Central Electric Generation Board) ein Verfahren entwickelt, welches die Möglichkeit bietet, mit den Mitteln der linear elastischen Bruchmechanik (siehe K-Wert) eine elastisch-plastische Analyse durchzuführen. Dazu werden 2 Kriterien definiert:

 

 

 

 

 

  • Kr = KI/KIc, der mit der Risszähigkeit KIc des Werkstoffs normierte Wert des bauteilspezifischen KI-Wertes auf der Ordinate und
  • Lr = Sigma/Sigma(fließ), der Grad der Bauteilplastifizierung ausgedrückt durch die Nennspannung bezogen auf die Fließspannung auf der Ordinate.

 

Beide Werte werden über eine Grenzkurve verbunden, welche die plastische Korrektur des linear-elastischen Spannungsintensitätsfaktors bewirkt.

 

Die Grenzlinie wird in verschiedenen Optionen angegeben, wobei die Fließlast entweder aus der Streckgrenze Re und der Zugfestigkeit Rm abgeschätzt wird oder - wenn vorhanden - mit der Spannungs-Dehnungs-Kurve aus dem einachsigen Zugversuch ermittel wird Details hierzu enthalten die hier zitierten Richtlinien.

 

In Bild 1 ist ein möglicher Versagenspfad für steigende Spannung bei konstanter Rissgröße und Risszähigkeit eingezeichnet. Die Tendenzpfeile am Versagenspfad verdeutlichen die Auswirkung veränderter Eingangsgrößen. Liegt der Schnittpunkt des Versagenspfades eher im oberen Bereich der Kurve, so ist mit makrokopisch sprödem Verhalten zu rechnen, liegt er im unteren Bereich, so ist das Versagen durch duktiles Verhalten bis hin zum plastischen Kollaps gekennzeichnet.

 

Die Anwendung verdeutlicht Bild 2.

 

 

Bild 2