Bruchmechanik

Die Bruchmechanik befasst sich mit dem Versagen rissbehafteter Bauteile bzw. der Ausbreitung von Rissen unter statischen und dynamischen Belastungen bis zum Bruch. Sie beinhaltet Elemente der Werkstoffkunde, der Elastostatik und der Plastomechanik.

Grundlagen

Riss und Bruch

Allen bruchmechanischen Konzepten ist gemeinsam, dass eine bereits vorhandene Fehlstelle (Riss) im Bauteil unterstellt wird. Diese kann infolge des Herstellprozesses als Lunker, Einschluss, Spannungsriss o. ä. entstanden sein oder erst im Einsatz gebildet werden, z. B. bei zyklischer Beanspruchung. Die Schädigungsmechanik behandelt die Entstehung und Ausbreitung dieser Mikrorisse von bis zu 1 mm Länge. Ausgehend von Annahmen zur Geometrie und Beanspruchung dieser Fehlstelle, werden über ein Zähigkeitsmaß Bedingungen formuliert, unter denen es zu einem unzulässigen Risswachstum bis hin zum Bruch (durch das Übersteigen der Bruchfestigkeit) kommt. Die Aussagesicherheit der klassischen Festigkeitsrechnung soll somit erhöht werden. Die Risszähigkeit eines Materials ist ein Maß für die Leichtigkeit mit der sich Risse in diesem Material bilden und vergrößern.

Quellen

• D. Gross, Th. Seelig: Bruchmechanik mit einer Einführung in die Mikromechanik. 4. Auflage. Springer, Berlin 2007, ISBN 978-3-540-37113-7.