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Bruchmoden

Aus Lexikon der Kunststoffprüfung
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Bruchmoden


Allgemeines

Bei der Ableitung der grundlegenden Beziehungen der Bruchmechanik wird von drei verschiedenen Möglichkeiten einer Werkstofftrennung an der Rissspitze (siehe auch: Riss) ausgegangen [1–3] und in deren Folge drei Rissöffnungsmoden unterschieden.

Neben der Bezeichnung „Rissöffnungsmoden“ sind auch die Bezeichnung „Rissöffnungsarten“, „Rissarten“, „Rissmodus“ und aus dem englischen Sprachraum „Crack Mode“ oder einfach „Mode“ gebräuchlich [4].
Eine weite Verbreitung hat auch der Begriff „Bruchmode“ bzw. „Fracture Mode“ gefunden.
Die Rissöffnungsarten werden auch bei der Erläuterung des Begriffs „Bruchmechanik“ im Bild 1 vorgestellt.
Eine ausführlichere Darstellung der Rissöffnungsarten ist unter „Rissöffnungsmoden“ zusammengestellt.

Arten der Rissöffnung

Die grundlegenden Ausführungen zum Beanspruchungszustand (siehe auch: Beanspruchung) werden immer am Beispiel der Rissöffnungsart I dargestellt, da diese vom besonderem praktischem Interesse ist und die Verhältnisse bei einem Sprödbruch (siehe: Brucharten) in einem realen Bauteil in vielen Fällen am besten wiedergibt.

Spannungsintensitätsfaktoren für die Rissöffnungsarten

Die den drei Rissöffnungsarten entsprechenden Spannungsintensitätsfaktoren (siehe: Bruchmechanik) werden mit KI, KII und KIII bezeichnet.
Die Rissöffnungsart II liegt bei einer reinen Scherbeanspruchung (siehe: Schubmodul) in der Rissebene vor. Die Rissöffnungsart III spielt bei der Zugbeanspruchung (siehe auch: Zugversuch) dünner Bauteile eine Rolle. Während bei den Rissöffnungsarten II und III die Rissflächen vorwiegend aufeinander abgleiten, werden bei der Öffnungsart I die Bruchflächen voneinander entfernt, wodurch bei der Anwesenheit korrodierender Medien deren Einwirken erleichtert wird. Die Rissöffnungsart III ist einer mathematischen Behandlung am ehesten zugänglich [4].

Siehe auch

Literaturhinweise

[1] Blumenauer, H., Pusch, G.: Bruchmechanik, Grundlagen, Prüfmethoden, Anwendungsgebiete. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig (1973) 1. Auflage (siehe AMK-Büchersammlung unter E 28)
[2] Anderson, T. L.: Fracture Mechanics. Fundamentals and Applications. 4th Ed., CRC Press Boca Raton (2017) (ISBN 978-0849342608; E-Book ISBN 978-1-3153-7029-3) DOI: https://doi.org/10.1201/9781315370293
[3] Blumenauer, H., Pusch, G.: Technische Bruchmechanik. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig Stuttgart (1993) (ISBN 3-342-00659-5; siehe AMK-Büchersammlung unter E 29-3)
[4] Heckel, K.: Einführung in die technische Anwendung der Bruchmechanik. Carl Hanser Verlag, München Wien (1983) (ISBN 3-446-13943-5; siehe AMK-Büchersammlung unter E 30)