(JTJ – Konzept)

Der Bruch von Kunststoffen wird in vielen Fällen durch stabiles Risswachstum initiiert. Die Bewertung der Risszähigkeit erfolgt in diesem Fall auf der Basis von Risswiderstands-(R-)Kurven. Zur Konstruktion einer R-Kurve wird als Beanspruchungsparameter  der J- oder δ-Wert gewählt, die nach geeigneten approximativen Näherungsgleichungen bestimmt und in Abhängigkeit von der gemessenen Rissverlängerung ∆a aufgetragen werden.

Die R-Kurve, auch als JR-Kurve bezeichnet, besteht aus zwei Bereichen, die die Stadien Rissabstumpfung und Rissausbreitung beschreiben. Als Kennwerte werden für die Rissabstumpfung der physikalische Rissinitiierungswert Ji oder δi und als Näherung ein technischer Rissinitiierungswert bestimmt. Als Werkstoffwiderstand gegenüber Rissausbreitung wird der Reißmodul (Tearing Modul) ermittelt.

Von Will und Michel wurde 1986 eine auch für Kunststoffe geeignete Betrachtungsweise vorgeschlagen, die in der Literatur als JTJ-Konzept bezeichnet wird. Danach tritt stabiles Risswachstum dann auf, wenn die in der plastischen Zone materialspezifisch dissipierte Energie den Überschuss an verfügbarer Energie, hervorgerufen durch den Risszuwachs, kompensiert. Das stabile Risswachstum  ist nach diesem Konzept als JTJ-gesteuertes Risswachstum aufzufassen. Der JTJ-Kennwert stellt einen empfindlichen Indikator dar, um die erhöhte Energieaufnahmefähigkeit von Kunststoffen in Abhängigkeit von Belastungsparametern und strukturellen Parametern quantitativ zu bewerten. Das Rissausbreitungsverhalten  wird dabei durch ein Potenzgesetz der Form

J = C1∆a½

mit
C1 - Werkstoffkonstante.

Eine Vielzahl von Kunststoffen lässt sich mit dem JTJ-Konzept bewerten.


Literaturhinweise


Klicken Sie den Link für mehr Informationen