Bruchmechanik

Auszug

Bauteile können aus verschiedenen Gründen Anrisse bzw. rissartige Defekte aufweisen. Mögliche Ursachen sind Bearbeitungsfehler, Anrissbildung durch zyklische (siehe Kapitel 10) oder korrosive Beanspruchung sowie herstellungsbedingte Fehler, wie z.B. Gusslunker in Metallen oder Sinterporen in Keramiken (Beispiele in Bild 5.1).¹ Auch von Partikeln, wie z. B. Ausscheidungen, können Risse ausgehen. Sie haben zum einen häufig eine ungünstige Geometrie (z.B. plattenförmig, scharfkantig). Zum anderen kommt es bei Ihnen häufig zu frühzeitigem Versagen, indem sie aus der Matrix herausgelöst werden oder im Inneren brechen. In allen diesen Fällen ist es nicht mehr ausreichend, Bauteile gegen die Dehngrenze auszulegen, da Versagen durch Rissfortschritt bereits bei deutlich geringerer Beanspruchung auftreten kann. Die Bruchmechanik behandelt diese Problematik. Dabei sollen insbesondere Aussagen darüber gewonnen werden, wie und bei welcher Belastung Rissausbreitung stattfindet, um so eine sichere Bauteilauslegung zu ermöglichen. Risse können dabei als besonders (bzw. unendlich) scharfe Kerben angesehen werden. Da dadurch das theoretische Spannungsfeld an der Rissspitze singular wird, sind die für Kerben angewandten Methoden bei Rissen nicht zweckmäßig. Die Methoden der Bruchmechanik sind in der Lage, die auftretenden Unendlichkeiten mathematisch zu behandeln.