Trotz hoher Zähigkeit moderner Polyäthylenwerkstoffe werden schnelle Rißausbreitungsvorgänge in Rohrleitungen beobachtet, die z.B. durch eine schlagartige Beanspruchung initiiert werden und sich mit einer Geschwindigkeit von 100-300 m/s ausbreiten. Die wirkenden Spannungen sind dabei deutlich kleiner als die Zugfestigkeit. Zur Untersuchung der kritischen Bedingungen, die zu einer derartigen schnellen Rißausbreitung führen, wird ein standardisierter smal scale steady state Test (S4) genutzt, der den stationären Zustand der schnellen Rißausbreitung an kleinen Rohrproben beschreibt. Durch eine numerische Simulation mittels der Finiten Volumen Methode sollen die im S4 Test ermittelten Ergebnisse auf tatsächliche Rohrabmessungen übertragen werden. Die Nachrechnung des S4-Tests gelingt mit guter Genauigkeit. Bei der Übertragung auf tatsächliche Rohrdimensionen sind die vorhergesagten kritischen Innendrücke jedoch um den Faktor 5 zu niedrig. Die Abweichungen werden vor allem auf den Einfluß, der Bettung der Rohre im umliegenden Boden zurückgeführt, die in der Simulation noch nicht berücksichtigt wurden. Eine weitere Fehlerquelle liegt in der Berücksichtigung der Zusammenhänge zwischen Innendruck, Rißgeschwindigkeit und Dekompressionslänge.
Rapid crack propagation in plastic pipe: Predicting full-scale critical pressure from S4 test results
Schnelle Rißausbreitung in Kunststoffrohren: Vorhersage des kritischen Bauteil -druckes aus S4 Testergebnissen
Engineering Fracture Mechanics ; 59 , 5 ; 607-622
1998
16 Seiten, 20 Bilder, 1 Tabelle, 23 Quellen
Article (Journal)
English
NTRS | 1980
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