Oluschinski am 4. August 2023 um 10:11 Uhr

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	\|Cäsar, T., Seidler, S., Grellmann, W.: Bruchmechanische Zähigkeitsbewertung des Rißinitiierungs- und Rißausbreitungsverhaltens von Ethylen-Propylen-Random-Copolymerisaten. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.), Deformation und Bruchverhalten von Kunststoffen. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1998) S. 271–284, (ISBN 3-540-63671-4; e-Book (2014): ISBN 978-3-642-58766-5; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 6)		\|Cäsar, T., Seidler, S., [https://www.researchgate.net/profile/Wolfgang-Grellmann Grellmann, W.]: Bruchmechanische Zähigkeitsbewertung des Rißinitiierungs- und Rißausbreitungsverhaltens von Ethylen-Propylen-Random-Copolymerisaten. In: [https://de.wikipedia.org/wiki/Wolfgang_Grellmann Grellmann, W.], Seidler, S. (Hrsg.), Deformation und Bruchverhalten von Kunststoffen. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1998) S. 271–284, (ISBN 3-540-63671-4; e-Book (2014): ISBN 978-3-642-58766-5; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 6)
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Oluschinski am 13. August 2019 um 08:21 Uhr

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	\|[[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]], Grellmann, W.: Zähigkeit von teilchengefüllten und kurzfaserverstärkten Polymerwerkstoffen. Fortschr.-Berichte VDI-Reihe 18: Mechanik/Bruchmechanik Nr. 92, VDI Verlag, Düsseldorf (1991), (ISBN 3-18-149218-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 4)		\|[[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]], [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]]: Zähigkeit von teilchengefüllten und kurzfaserverstärkten Polymerwerkstoffen. Fortschr.-Berichte VDI-Reihe 18: Mechanik/Bruchmechanik Nr. 92, VDI Verlag, Düsseldorf (1991), (ISBN 3-18-149218-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 4)
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Reincke am 18. Dezember 2017 um 11:52 Uhr

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	\|Cäsar, T., Seidler, S., Grellmann, W.: Bruchmechanische Zähigkeitsbewertung des Rißinitiierungs- und Rißausbreitungsverhaltens von Ethylen-Propylen-Random-Copolymerisaten. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.), Deformation und Bruchverhalten von Kunststoffen. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1998) S. 271–284, (ISBN 978-3-~~540~~-~~63671~~-7; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 6)		\|Cäsar, T., Seidler, S., Grellmann, W.: Bruchmechanische Zähigkeitsbewertung des Rißinitiierungs- und Rißausbreitungsverhaltens von Ethylen-Propylen-Random-Copolymerisaten. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.), Deformation und Bruchverhalten von Kunststoffen. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1998) S. 271–284, (ISBN 3-540-63671-4; e-Book (2014): ISBN 978-3-642-58766-5; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 6)
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Die Seite wurde neu angelegt: „{{PSM_Infobox}} Stretchzone == Definition == Bei duktilem Werkstoffverhalten wird die Rissausbreitung…“

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{{PSM_Infobox}}
Stretchzone

== Definition ==

Bei duktilem Werkstoffverhalten wird die [[Rissausbreitung]] durch einen stabilen Rissfortschritt geprägt, dessen Beginn durch einen kritischen <math>\delta</math>-Wert festgelegt wird. Dieser Wert ergibt sich aus einer '''Abstumpfung''' (siehe auch: [[Rissöffnung]], [[IKBV mit SEA]] und [[In-situ-Zugversuch im ESEM mit SEA]]) der [[Rissöffnung|ursprünglichen Rissspitze]] infolge [[Plastische Deformation|plastischer Verformung]] und wird auf der [[Bruchfläche]] als Stretchzone im [[Rasterelektronenmikroskopie|Rasterelektronenmikroskop]] nachgewiesen.

[[Datei:Definition_kritische_rissoeffnung.jpg]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px" |Definition der kritischen [[Rissöffnung]] und Ausbildung der Stretchzone vor der [[Riss]]spitze a) Verformung der Rissspitze bei '''Abstumpfung'''; 1 vor Belastung; 2 nach Belastung; 3 ursprüngliche Rissspitze; 4 Stretchzone (<math>\delta</math> kritische Rissöffnung; SZH Strechzonenhöhe) b) Profil der [[Bruchfläche]]; 1 Rissspitze; 2 Restbruchfläche (SZW Stretchzonenweite) c) REM-Aufnahme einer Stretchzone von PP ([[CT-Prüfkörper]])
|}

== Beispiel 1: Polypropylen/Glasfaser-Verbunde (PP/GF-Verbunde) [1]==

Es wurde bei einem Polypropylen/Glasfaser ([[Kurzzeichen]]: PP/GF)-Verbund mit einem [[Veraschungsmethode|Glasfaseranteil]] von <math>\varphi</math>V = 0,13 unter dynamischer Beanspruchung (siehe: [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe]]) im [[Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch|instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch]] die Stretchzone anhand von [[Rasterelektronenmikroskopie|REM]]-Aufnahmen ermittelt ('''Bild 2'''). Die [[Traversengeschwindigkeit|Prüfgeschwindigkeit]] vH betrug 1 m/s, das Verhältnis von [[Ausgangsrisslänge]] zu Prüfkörperbreite a/W betrug 0,2 und das Verhältnis [[Stützweite]] zu Prüfkörperbreite s/W betrug 4.

[[Datei:Szh_pp-gf-verbund.jpg|250px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 2''':
|width="600px" |Ausbildung der Stretchzone bei einem PP/GF-Verbund
|}

Die experimentelle Vorgehensweise bestand im schrittweisen Ausmessen ('''Bild 3''') der Stretchzonenhöhe (SZH) z. B. aller 5<math>\cdot</math>10-3mm und der anschließenden Bildung des arithmetischen Mittelwertes:
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math>\overline{X} = \frac1n \sum_{v=1}^n x_v</math>
|(1)
|}

[[Datei:Ausmessen_szh_pp-gf-verbund.png|400px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 3''':
|width="600px" |Verteilung der SZH über die Prüfkörperbreite W
|}

So konnte für den PP/GF-Verbund mit einem [[Veraschungsmethode|Glasfasergehalt]] von <math>\varphi</math>V = 0,13 eine SZH von 15 µm ermittelt werden. Bei höheren Glasfasergehalten tritt keine geschlossene Stretchzone auf.

== Beispiel 2: Ternäres Polypropylen/Ethylen-Propylen-Copolymer/Polyethylen-Blend (PP/EPR/PE-Blend) [2]==

Die [[Rasterelektronenmikroskopie|rasterelektronenmikroskopischen]] Untersuchungen der [[Bruchfläche]]n des ternären PP/EPR/PE-Blends (RAHECO®) zeigten, dass jeweils am Ende des Rissfortschrittsgebietes die Ausbildung einer Stretchzone erfolgt ('''Bild 4'''). Die mikroskopisch ausgemessene SZH variierte geringfügig um den Wert SZH = 30 µm, zeigte aber z. B. keine systematische Abhängigkeit vom RAHECO®-Anteil.

[[Datei:Szh_pp-epr-pe-blend.jpg|300px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 4''':
|width="600px" |REM-Aufnahmen der Bruchflächenmorphologie des Werkstoffes mit 90 M.-% RAHECO® aus dem [[Risswiderstandskurve|R-Kurven-Versuch]] bei 23 °C: (a) Bruchflächenübersicht, (b) [[Bruchspiegel]] Δa mit Stretchzone: Ansicht in Kerbrichtung, Probe um 45° gekippt, (c) Stretchzonenhöhe, (d) Fibrillierung der Matrixstege zwischen den Teilchen/Löchern im Bereich der stabilen Rissverlängerung <math>\Delta</math>a
|}

Unter der Voraussetzung der Proportionalität von SZH und SZW und unter Berücksichtigung des allgemeinen Zusammenhanges zwischen der SZH und [[Erweitertes CTOD-Konzept|Rissöffnungsverschiebung]] <math>\delta</math> = 2 SZH kann davon ausgegangen werden, dass bei konstanter SZH die [[Risszähigkeit]] bei der eigentlichen physikalischen Rissinitiierung <math>\delta</math>i nicht signifikant durch die Morphologieänderung im Werkstoff beeinflusst wird. Diese Annahme wird u. a. dadurch bestätigt, dass die [[Risswiderstandskurve]]n im Bereich kleiner <math>\Delta</math>a, also im Bereich der [[Rissinitiierung]], keine signifikanten Unterschiede ausweisen.

== Beispiel 3: Polyamid 6/Kohlenstoff-Verbunde (PA 6/CF) [3]==

Die physikalische Charakterisierung des Initiierungsverhaltens erfolgte unter Einbeziehung der für diesen Verbund ermittelten SZH ('''Bild 5''').

[[Datei:Szh_pa-cf-verbund.jpg|600px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 5''':
|width="600px" |Physikalische Bestimmung des Rissinitiierungswertes eines PA 6/CF-Verbundes mit <math>\phi</math>V = 0,19 unter Verwendung des Zusammenhangs zwischen Rissöffnungsverschiebung und SZH im Blunting-Bereich
|}

Das '''Bild 5''' illustriert am Beispiel von PA 6 die Entstehung der SZH durch die [[Rissöffnung]] des [[Ausgangsrisslänge|Ausgangsrisses]]. Nur durch die Einbeziehung der mikrofraktographisch quantifizierten Stretchzone in die bruchmechanische Charakterisierung stabiler Bruchprozesse kann der durch makroskopische und mikroskopische Werkstoffeigenschaften bestimmte Blunting-Prozess in [[Kunststoffe]]n einer weiteren Aufklärung zugeführt werden. Der Bezug auf <math>\delta</math>R-Kurven zur Charakterisierung des Rissinitiierungsverhaltens ist dabei von Vorteil, da der Zusammenhang zwischen bruchmechanischem Experiment und [[Bruchfläche|Bruchflächenanalyse]] dargestellt wird.

'''Literaturhinweise'''
{|
|-valign="top"
|[1]
|[[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]], Grellmann, W.: Zähigkeit von teilchengefüllten und kurzfaserverstärkten Polymerwerkstoffen. Fortschr.-Berichte VDI-Reihe 18: Mechanik/Bruchmechanik Nr. 92, VDI Verlag, Düsseldorf (1991), (ISBN 3-18-149218-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 4)
|-valign="top"
|[2]
|Cäsar, T., Seidler, S., Grellmann, W.: Bruchmechanische Zähigkeitsbewertung des Rißinitiierungs- und Rißausbreitungsverhaltens von Ethylen-Propylen-Random-Copolymerisaten. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.), Deformation und Bruchverhalten von Kunststoffen. Springer Verlag, Berlin Heidelberg (1998) S. 271–284, (ISBN 978-3-540-63671-7; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 6)
|-valign="top"
|[3]
|Langer, B.: Bruchmechanische Bewertung von Polyamid-Werkstoffen, Dissertation (1998), Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg, Logos Verlag, Berlin, (ISBN 978-3897220638; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter B 1-5)
|}

[[Kategorie:Bruchmechanik]]

Stretchzone - Versionsgeschichte

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Reincke am 18. Dezember 2017 um 11:52 Uhr

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