Bruchmechanik

Bruchmechanik

 

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, z. B. bei zyklischer Beanspruchung gebildet werden. Ausgehend von Annahmen bzgl. der Geometrie und Beanspruchung dieser Fehlstelle, werden über ein Zähigkeitsmaß Bedingungen formuliert, unter denen es zu einem unzulässigen Risswachstum bis hin zum Bruch, dem Übersteigen der Bruchfestigkeit, kommt. Die Aussagesicherheit der klassischen Festigkeitsrechnung soll somit erhöht werden.

 Bruchmechanik bei Merkle & Partner


Die Bruchmechanik bei Merkle & Partner geht von vorhandenen Rissen in einem Bauteil aus und betrachtet den Rissfortschritt anhand berechneter Spannungsintensitätsfaktoren aus einer Finite-Elemente-Berechnung. Es sind Aussagen dahin gehend möglich, ob Risse wachsen, stehen bleiben oder ob es zu einem instabilen Risswachstum kommen kann.

In FE-Modellen können zudem Versagenskriterien eingebaut werden, mit denen das Entstehen und das Verhalten eines Risses an komplexen Geometrien beschrieben werden kann (Crash, Impact, Containment).

 

 Anwendungsgebiete


Aussagen zum Rissfortschritt bei hochdrehenden Bauteilen mit einer maximalen Anrisslänge, Verhalten von Rissen an Laufschaufeln durch Kontakt mit Fremdkörpern, Verhalten von Rissen aufgrund von Fertigungsfehlern etc.

 

 Praxisbeispiele


 

 Verwendete Software


  •  ANSYS
  •  ABAQUS
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