Ich möchte das Versagen von Stahl mit FEM bewerten, insbesondere bei Geometrien mit Spannungskonzentrationen (Kerben usw.).
Eine Möglichkeit besteht darin, die Spannungsverteilung anhand einer rein linearen Zustandsgleichung (elastisch = Hookesches Gesetz) zu berechnen und die von-Mises-Spannung unter Verwendung geeigneter plastischer Stützzahlen zu bewerten. Der Nachteil ist, dass Sie den / die geeigneten Spannungskonzentrationsfaktor (en) kennen (oder approximieren) müssen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Spannungsverteilung unter Verwendung einer nichtlinearen Zustandsgleichung zu berechnen. Für Stahl habe ich gelesen, dass das bilineare Elastoplastikmodell für die meisten Fälle realistisch genug ist. Mir ist jedoch nicht klar, was ich als Ausfallkriterium bewerten soll. Mir ist aufgefallen, dass sich die maximale von Mises-Spannung nicht wesentlich ändert, wenn ich die Last auf ein bestimmtes Modell um den Faktor zwei ändere (sobald sie sich im plastischen Bereich befindet). Ich nehme an, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Werte der beiden Module (Elastizitätsmodul und Tangentialmodul) mindestens eine Größenordnung voneinander entfernt sind (210 GPa gegenüber 1-10 GPa). Ich gehe davon aus, dass ich die maximale Dehnung oder die maximale plastische Dehnung als Versagenskriterium verwenden kann, konnte jedoch keine Referenz finden, die diese Annahme stützt.
Bitte beachten Sie, dass ich nur an einem einzelnen Ladevorgang interessiert bin. Ich verstehe, dass die Ermüdungsversagensmechanismen (bei Lastwechseln) sehr unterschiedlich sind.
Die Frage ist also: Was kann ich als Ausfallkriterium verwenden und warum? Bitte unterstützen Sie Ihre Antwort mit einem (Link zu einem) Buchkapitel oder einer Veröffentlichung - danke.