FZK Contributions to the ESIS TC 8 numerical Round Robin on micromechanical models. Phase II, Task B1

Within the European Structural Integrity Society (ESIS), a Round Robin was launched by the Technical Committee 8: Numerical Methods with the objective to establish reproducible numerical procedures for the identification of parameters for numerical modelling of ductile and cleavage failure. A ferritic steel with the German designation of 22 NiMoCr 3 7 was chosen as reference material. The present report contains the results of the FZK contribution to Phase II, Task B1 of the Round Robin, which is aimed at the identification of cleavage fracture parameters from the numerical analysis of notched tensile specimen cleavage fracture data. The results comprise deformation behaviour, Weibull stress at fracture, and statistical parameters of the critical Weibull stress including confidence intervals. The FZK code WEISTRABA was employed for the calculations. The results are obtained for a subset of the specimens as well as for the complete data set, because some scatter in the load-displacement records up to fracture was observed. Novel statistical techniques were used to obtain confidence intervals for the distribution parameters of the Weibull stress at fracture by stochastic simulation. These techniques also provide information about the joint statistical distribution of the estimates for the distribution parameters which, in turn, indicate whether the statistical methods used are indeed applicable in this particular case. (orig.) / Innerhalb eines numerischen Round Robins, der vom Technischen Ausschuss 8 (Numerische Methoden) der Europaeischen Gesellschaft fuer strukturelle Integritaet (ESIS) angeregt wurde, soll auf Grundlage einer Datenbasis fuer den Referenzwerkstoff 22 NiMoCr 3 7 die Reproduzierbarkeit numerischer Auswerteverfahren zur Ermittlung der Parameter fuer mikromechanische Modelle zur Beschreibung des sproeden und duktilen Versagensverhaltens ferritischer Staehle untersucht werden. Der vorliegende Bericht enthaelt den Beitrag des FZK zur Aufgabe B1 innerhalb der Phase II dieses Round Robins, naemlich die Identifizierung der Spaltbruchparameter aus den Ergebnissen an Zugversuchen mit gekerbten Rundzugproben. Die Ergebnisse umfassen sowohl die Beschreibung des Deformationsverhaltens als auch die daraus gewonnenen Werte der Weibullspannung beim Bruch und die Bestimmung der statistischen Parameter der Weibullspannung beim Bruch einschliesslich der entsprechenden Konfidenzintervalle. Die statistische Auswertung wurde mit dem am FZK entwickelten Programmsystem WEISTRABA durchgefuehrt. Aufgrund von beobachteten Abweichungen im Kraft-Verformungsverhalten wurde die Analyse sowohl fuer einen ausgewaehlten Teil mit relativ kleinen Abweichungen als auch fuer den gesamten Satz der getesteten Proben durchgefuehrt. Zusaetzlich zu den ueblicherweise angewandten Verfahren wurden neue stochastische Methoden eingesetzt, die auf Simulationsmethoden basieren und sowohl die Ermittlung von Konfidenzintervallen fuer die Verteilungsparameter als auch von Konfidenzbereichen fuer die statistische Verteilung der Weibullspannung selbst erlauben. Darueberhinaus liefern sie Informationen ueber die gemeinsame statistische Verteilung der Schaetzer fuer die Verteilungsparameter selbst und damit wichtige Hinweise ueber die Tragfaehigkeit der eingesetzten statistischen Methoden. (orig.) / SIGLE / Available from TIB Hannover: ZA 5141(6338) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische Informationsbibliothek / DE / Germany