GRENZZUSTAND FÜR RISSINITIIRUNG UND BRUCHMECHANISCHER NACHWEIS
Fehlerannahme
....Voraussetzung für die Bruchmechanik: der rissartige Fehler Bild 1: Bruchfläche Für die bruchmechanische Berechnung ist es erforderlich, dass ein rissartiger Fehler angenommen wird. Solche rissartigen Fehler können, wie in Bild 1
Grundlagen der Bruchmechanik
Grenzzustand für Rissinitiierung Mit Hilfe der Bruchmechanik kann die Auswirkung von Rissen oder ähnlichen Fehlstellen in metallischen Bauteilen quantitativ erfasst werden. In Anlaogie zum allgemein bekannten Spannungsnachweis wird mit bruchmechanischen Rechengrößen ein Zähigkeitsnachweis geführt.
Linear Elastische Bruchmechanik
LEBM = Linear Elastische Bruchmechanik Ursprünglich wurde die Bruchmechanik für linear elastisches Verhalten entwickelt. Der daraus resultierende Parameter ist der Spannungsintensitätsfaktor K. Die LEBM eignet sich für alle Werkstoffe mit global und lokal überwiegend linear-
Elastisch Plastische Bruchmechanik
EPBM = Elastisch Plastische Bruchmechanik Die Tatsache, dass insbesondere für Konstruktionsstähle, die Anwendung der Bruchmechanik zur Sicherheitsbeurteilung viel Sinn macht, führte zur Entwicklung der elastisch plastischen Bruchmechanik (EPBM). Bild 1 zeigt eine Last-Verformungskurve aus einem
Rissmodell
...hier werden Fehler und Bauteil zum Rissmodell zusammengeführt. Bauteile, die im Rahmen einer bruchmechanischen Sicherheitsanalyse betrachtet weden sollen, haben eine beliebige, der Funktion angepasste Geometrie. Mit der Annahme eines Fehlers oder einem tatsächlich gefundenen
Spannungsannahme
Die äußere Beanspruchung treibt den Riss. Bild 1: Spannungsannahme Für die Berechnung der bruchmechanischen Parameter wird die außen anliegende Spannung angesetzt. Bild 1 verdeutlicht in einem einfachen Modell, wie sich der Riss in
Berechnung Grenzzustand
... hier findet zusammen, was zusammen gehört. Mit Hilfe aller Eingangswerte und dem bruchmechanischen Rissmodell kann die eigentliche Berechnung durchgeführt werden. Aus den drei Variablen: Fehlergröße Zähigkeit Spannung kann, wenn zwei der Variablen bekannt
Kennwerte der Bruchmechanik
Kennwerte der Bruchmechanik Für die bruchmechanische Berechnung werden folgende Kennwerte definiert: Spannungsintensitätsfaktor K J-Integral CTOD (Crack Tip Opening Displacement) Diese werden im folgenden kurz erläutert (bitte diese Seite weiter runter scrollen um etwas über
Rissfortschritt
.... Risswachstum bei zyklischer Belastung Bild 1: Ermüdunsgsrisswachstum In vielen Fällen entsteht ein Riss im Betreib unter Ermüdungsbelastung (Bild 1). Durch zyklsiche Spannungswechsel kommt es örtlich zur Rissbildung, dem sich dann ein Risswachstum anschließt. Bezogen
Risstreibende Kraft
...was die äußere Spannung am Riss auslösen. Wie bereits mehrfach erwähnt, ermöglicht es die Bruchmechanik, die risstreibende Kraft in Abhängigkeit von der außen anliegenden Spannung zu quantifizieren. Für die Kombination aus Rissmodell und Spannung berechnet
DARUM GEHT ES HIER
Hier finden Sie Details und Grundlagen der Bruchmechanik
Mit Hilfe der Bruchmechanik kann die Auswirkung von Rissen oder ähnlichen Fehlstellen in metallischen Bauteilen quantitativ erfasst werden.
In Anlaogie zum allgemein bekannten Spannungsnachweis wird mit bruchmechanischen Rechengrößen ein Zähigkeitsnachweis geführt.
Dazu ist es erforderlich, Zähigkeit in einer Grenzzustandsgleichung so zu definieren, dass sie als Bauteilbeanspruchung auf der einen Seite und als Werkstoffwiderstand auf der anderen Seite quantifiziert werden kann.
Bild 1 zeigt den Grenzzustand für Rissinitiierung. (Es muss zunächst nicht unterschieden werden , ob der Riss spröde oder duktil wächst.)