Bruchmechanik
Rissfortschritt und Bruchmechanik
Allen Konzepten der Bruchmechanik ist gemeinsam, dass eine bereits vorhandene Fehlstelle (Riss) im Bauteil unterstellt wird. Diese kann infolge des Herstellprozesses als Riefe, Lunker, Einschluss, Spannungsriss o. ä. entstanden sein oder erst im Einsatz, z. B. bei zyklischer Beanspruchung gebildet werden. Ausgehend von Annahmen bzgl. der Geometrie und Beanspruchung dieser Fehlstelle, werden über ein Zähigkeitsmaß Bedingungen formuliert, unter denen es zu einem unzulässigen Risswachstum bis hin zum Bruch, dem Übersteigen der Bruchfestigkeit, kommt. Die Aussagesicherheit der klassischen Festigkeitsrechnung soll somit erhöht werden.
Bruchmechanik bei Merkle & Partner
Die Bruchmechanik bei Merkle & Partner geht von vorhandenen Rissen in einem Bauteil aus und betrachtet den Rissfortschritt anhand berechneter Spannungsintensitätsfaktoren aus einer Finite-Elemente-Berechnung. Es sind Aussagen dahin gehend möglich, ob Risse stehen bleiben, langsam wachsen oder ob es zu einem instabilen Risswachstum kommen kann. In FE-Modellen können zudem Versagenskriterien eingebaut werden, mit denen das Entstehen und das Verhalten eines Risses an komplexen Geometrien beschrieben werden kann (Crash, Impact, Containment).
Stichworte
- Rissfortschritt
- Risswachstum
- Parisgleichung
- Spannungsintensitätsfaktoren
- Bruchmechanik
- Kerbschlagversuch