Bruchmechanik

Technische Bruchmechanik

Lernziele

Die Bruchmechanik beschreibt das Verhalten von kerb- und rißbehafteten Bauteilen hinsichtlich der Frage, ob unter den vorherrschenden Beanspruchungsbedingungen eine Rißausbreitung (und evtl. ein Bruch) zu erwarten ist. Sie liefert damit durch den Vergleich der Beanspruchungsgröße mit geeigneten Werkstoffkenngrößen die Möglichkeit, eine sichere Bauteilauslegung durchzuführen. In der gemeinsamen Veranstaltung von Prof. Fritzen (Institut für Mechanik und Regelungstechnik) und Prof. Christ (Institut für Werkstofftechnik) werden in der 1. Hälfte die bruchmechanischen Konzepte dargestellt und erläutert (Prof. Fritzen). In der 2. Hälfte (Prof. Christ) wird verdeutlicht, wie die relevanten Werkstoffkenngrößen technischer Werkstoffe für einsinnige und zyklische Beanspruchung ermittelt werden können. Die mikrostrukturell bedingten Abweichungen von der theoretischen Beschreibung werden anhand von Fallbeispielen erläutert.

Inhalt

1. Einführung:
   Spektakuläre Schadensfälle, Grundzüge der ingenieurmäßigen Bruchmechanik
2. Mechanische Beurteilung rißbehafteter Bauteile
   Elastizitätstheoretische Grundlagen, Klassische Versagenshypothesen, Griffithsches Rißmodell, Spannungsfelder in Rißspitzennähe und Spannungsintensitätsfaktoren, Spannungsintensitätsfaktoren für verschiedene Anwendungsfälle, Bruchkriterien, Berücksichtigung plastischer Zonen an der Rißspitze
3. Experimentelle Ermittlung bruchmechanischer Kenngrößen:
   (a) bei statischer Beanspruchung
   (b) bei schwingender Beanspruchung
4. Einfluß der Realstruktur technischer Werkstoffe auf bruchmechanische Kenngrößen
5. Bruchsicherheitskonzepte