Bruchmechanik

Bruchmechanik,

 

wissenschaftlicher Zweig der Festigkeitslehre; befasst sich mit dem mechanischen Verhalten von festen Körpern mit Einzelrissen, v. a. mit der Beschreibung des Zustandes bei äußerer Beanspruchung, mit der Bestimmung von bruchmechanischen Werkstoffkennwerten sowie mit der Bewertung der Bruchsicherheit von Bauteilen. Die Bruchmechanik liefert praktische Hinweise für die Konstruktionstechnik (wie sich Risse in Bauteilen verhindern lassen), die Betriebstechnik (wie sich entstandene Risse beeinflussen lassen) und die Zerkleinerungstechnik (wie sich Risse mit geringstem Aufwand herbeiführen lassen). Maßgebend ist dabei der Spannungsintensitätsfaktor K, der von der Form des Bauteils, von der Rissgeometrie und von der Belastungsart abhängt. Für jeden Werkstoff gibt es im Rahmen der linear-elastischen Bruchmechanik einen kritischen Wert von K, die Bruchzähigkeit K_Ic. Bei K > K_Ic breitet sich ein Riss aus. Die vergleichbaren Beanspruchungsgrößen in der elastisch-plastischen Bruchmechanik sind das J-Integral, das als Linienintegral um die Rissspitze deren Spannungs-Dehnungsfeld charakterisiert, oder gleichberechtigt die Rissspitzenöffnung. Rissausbreitung setzt jeweils bei Überschreiten eines kritischen Wertes ein.