Bruchprozesszone - Versionsgeschichte

Oluschinski am 8. Januar 2026 um 08:39 Uhr

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	*[[Bruchmodell faserverstärkte Kunststoffe]]		*[[Bruchmodell faserverstärkte Kunststoffe]]
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Loeffler-Kamann am 1. Oktober 2024 um 11:08 Uhr

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	In diesem Zusammenhang ist besonders erwähnenswert, dass die Prozesszone dieselbe Bedeutung hat wie die von [[Rissmodell nach BARENBLATT\|Barenblatt]] [6] innerhalb seines atomistischen Rissmodells (Kohäsivzonenmodell) eingeführte Kohäsivzone. Dieses Modell hat sich bei der Modellierung des Rissfortschritts in elastisch-plastischen Werkstoffen (also auch [[Kunststoffe]]n), innerhalb von Kleb- und Schweißverbindungen sowie der Delamination von geschichteten Werkstoffen und Bauteilen (wie Faserverbunden und Peelfolien [8]) bewährt [7]. Das Kohäsivzonenmodell eignet sich auch sehr gut zur numerischen Behandlung von [[Bruchentstehung\|Bruchvorgängen]] im Rahmen der Finite-Elemente-Methode [7].		In diesem Zusammenhang ist besonders erwähnenswert, dass die Prozesszone dieselbe Bedeutung hat wie die von [[Rissmodell nach BARENBLATT\|Barenblatt]] [6] innerhalb seines atomistischen Rissmodells (Kohäsivzonenmodell) eingeführte Kohäsivzone. Dieses Modell hat sich bei der Modellierung des Rissfortschritts in elastisch-plastischen Werkstoffen (also auch [[Kunststoffe]]n), innerhalb von Kleb- und Schweißverbindungen sowie der Delamination von geschichteten Werkstoffen und Bauteilen (wie Faserverbunden und Peelfolien [8]) bewährt [7]. Das Kohäsivzonenmodell eignet sich auch sehr gut zur numerischen Behandlung von [[Bruchentstehung\|Bruchvorgängen]] im Rahmen der Finite-Elemente-Methode [7].

			==Siehe auch==
			*[[Plastische Zone]]
			*[[Crack Tip Opening Displacement-Konzept]]
			*[[Bruchmodell faserverstärkte Kunststoffe]]
			*[[Energiefreisetzungsrate]]


	'''Literaturhinweise'''		'''Literaturhinweise'''
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	\|Grellmann, W., Seidler, S., Nezbedova, E.: Analysis of Fracture Behaviour of Fibre Reinforced Polypropylene Using R-Curve Concept. Makromolekulare Chemie, Macromol. Symp. 41 (1991) 195−208		\|Grellmann, W., Seidler, S., Nezbedova, E.: Analysis of Fracture Behaviour of Fibre Reinforced Polypropylene Using R-Curve Concept. Makromolekulare Chemie, Macromol. Symp. 41 (1991) 195−208 DOI: [https://doi.org/10.1002/masy.19910410116 https://doi.org/10.1002/masy.19910410116]
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Oluschinski am 23. März 2023 um 10:31 Uhr

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	\|Grellmann, W., Seidler, S., Bohse, J.: Zähigkeit und Morphologie von Thermoplast/Teilchenverbunden. Kunststoffe 81 (1991) H. 2, S. 157−162 und Toughness and Morphology of Thermoplastic / Particle Composites. Kunststoffe German Plastics 81 (1991) H. 2, S. 29−32		\|[https://www.researchgate.net/profile/Wolfgang-Grellmann Grellmann, W.], Seidler, S., Bohse, J.: Zähigkeit und Morphologie von Thermoplast/Teilchenverbunden. Kunststoffe 81 (1991) H. 2, S. 157−162 und Toughness and Morphology of Thermoplastic / Particle Composites. Kunststoffe German Plastics 81 (1991) H. 2, S. 29−32
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	\|Grellmann, W., Lauke, B., Seidler, S.: Application of J-Integral Concept for the Description of Toughness Properties of Fiber Reinforced Polyethylene Thermoplastics. Polymer Composites October Vol. 12, (1991) No. 5, 320−326		\|[https://de.wikipedia.org/wiki/Wolfgang_Grellmann Grellmann, W.], Lauke, B., Seidler, S.: Application of J-Integral Concept for the Description of Toughness Properties of Fiber Reinforced Polyethylene Thermoplastics. Polymer Composites October Vol. 12, (1991) No. 5, 320−326
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	\|Gross, D., Seelig, T.: Bruchmechanik. Mit einer Einführung in die Mikromechanik. 5. Auflage, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2011), Kapitel 5.3 Kohäsivzonenmodelle, S. 156‒160		\|Gross, D., Seelig, T.: Bruchmechanik. Mit einer Einführung in die Mikromechanik. 5. Auflage, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2011), (ISBN 978-3-6421-0195-3), Kapitel 5.3 Kohäsivzonenmodelle, S. 156‒160
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Oluschinski am 12. August 2019 um 07:36 Uhr

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<span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Bruchprozesszone</span>
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==Allgemeines==

Von [[Blumenauer, Horst|Blumenauer]] [1] wird beschrieben, dass die [[Rissausbreitung]] durch Wechselwirkungsprozesse zwischen den [[Riss|Mikroriss]]en und der Morphologie, bei Metallen spricht man im Allg. von Gefüge, in einem rissspitzennahen Bereich bestimmt wird. In den meisten Fällen ist für die [[Rissausbreitung]] in diesem Bereich charakteristisch, dass Mikrorisse bzw. Hohlräume entstehen, die sich zu einem Hauptriss vereinigen.

==Bruchprozesszone für Kunststoffe==

In [[Kunststoffe]]n wird die Rissentstehung durch lokale plastische [[Deformation]]en eingeleitet, wie sie bei der Bildung von [[Crazing|Crazes]] oder [[Scherbandbildung|Scherbändern]] auftreten. Crazes enthalten im Gegensatz zu [[Riss]]en hochorientiertes verstrecktes Material, das sich parallel zur Richtung der [[Beanspruchung]] ausbildet. Zur Bildung von Crazes kommt es, wenn an Stellen erhöhter Spannungskonzentration (Defekte im molekularen Aufbau, Fremdpartikel, Hohlräume usw.) die Fließspannung überschritten wird.

[[Datei:Bruchprozesszone_1.jpg]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px" |Bruchprozesszone und plastische Zone an der Rissspitze [1]
|}

Dabei können stark beanspruchte Makromoleküle aufreißen und Mikrohohlräume entstehen. Mit dem weiteren Wachstum der Crazes werden die Fibrillen zwischen den Hohlräumen zerstört und ein Riss breitet sich entlang der Crazeachse aus.
Im '''Bild 1''' sind die geometrischen Relationen zwischen der Bruchprozesszone und der [[plastische Zone|plastischen Zone]] bildlich dargestellt.

Im Gegensatz zu den Kunststoffen wird bei spröden kristallinen Werkstoffen die Bruchprozesszone als sehr klein angenommen; häufig in der Größenordnung von nur wenigen Atomabständen [1].

==Bedeutung für die Modellierung von teilchen- und faserverstärkten Kunststoffen==

Eine besondere Rolle spielt die Bruchprozesszone bei der Aufstellung von [[Bruchverhalten#Bruchverhalten, Teilchenverbunde|Bruchmodellen für Teilchenverbunde]] [2, 3] oder [[faserverstärkte Kunststoffe]] [4, 5].

Zur Beschreibung des mechanischen [[Deformation]]s- und [[Rissausbreitung]]sverhaltens sind die Deformationsvorgänge in sehr ausgedehnten Prozesszonen mit Mikrorissen die entscheidende Voraussetzung für eine Vorausberechnung der [[Zähigkeit]] mit Hilfe bruchmechanischer [[Werkstoffkenngröße]]n.

In diesem Zusammenhang ist besonders erwähnenswert, dass die Prozesszone dieselbe Bedeutung hat wie die von [[Rissmodell nach BARENBLATT|Barenblatt]] [6] innerhalb seines atomistischen Rissmodells (Kohäsivzonenmodell) eingeführte Kohäsivzone. Dieses Modell hat sich bei der Modellierung des Rissfortschritts in elastisch-plastischen Werkstoffen (also auch [[Kunststoffe]]n), innerhalb von Kleb- und Schweißverbindungen sowie der Delamination von geschichteten Werkstoffen und Bauteilen (wie Faserverbunden und Peelfolien [8]) bewährt [7]. Das Kohäsivzonenmodell eignet sich auch sehr gut zur numerischen Behandlung von [[Bruchentstehung|Bruchvorgängen]] im Rahmen der Finite-Elemente-Methode [7].

'''Literaturhinweise'''
{|
|-valign="top"
|[1]
|[[Blumenauer, Horst|Blumenauer]], H., Pusch, G.: Technische Bruchmechanik. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig Stuttgart (1993) 3. Auflage, S. 22, (ISBN 3-342-00659-5; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter E 29-3)
|-valign="top"
|[2]
|Grellmann, W., Bohse, J., [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]]: Bruchmechanische Analyse des Zähigkeitsverhaltens von teilchengefüllten Thermoplasten. Mat.-wiss. und Werkstofftechnik 21 (1990) H. 9, S. 359−364
|-valign="top"
|[3]
|Grellmann, W., Seidler, S., Bohse, J.: Zähigkeit und Morphologie von Thermoplast/Teilchenverbunden. Kunststoffe 81 (1991) H. 2, S. 157−162 und Toughness and Morphology of Thermoplastic / Particle Composites. Kunststoffe German Plastics 81 (1991) H. 2, S. 29−32
|-valign="top"
|[4]
|Grellmann, W., Lauke, B., Seidler, S.: Application of J-Integral Concept for the Description of Toughness Properties of Fiber Reinforced Polyethylene Thermoplastics. Polymer Composites October Vol. 12, (1991) No. 5, 320−326
|-valign="top"
|[5]
|Grellmann, W., Seidler, S., Nezbedova, E.: Analysis of Fracture Behaviour of Fibre Reinforced Polypropylene Using R-Curve Concept. Makromolekulare Chemie, Macromol. Symp. 41 (1991) 195−208
|-valign="top"
|[6]
|Barenblatt, G. I.: On Equilibrium Cracks Formed in Brittle Fracture. General Concepts and Hypotheses. Axisymmetric Cracks. Prikladnaya Matematika i Mekhanika 23 (1959) 434‒444 (in Russisch); Journal of Applied Mathematics and Mechanics 23 (1959) 622‒636 (englische Übersetzung)
|-valign="top"
|[7]
|Gross, D., Seelig, T.: Bruchmechanik. Mit einer Einführung in die Mikromechanik. 5. Auflage, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2011), Kapitel 5.3 Kohäsivzonenmodelle, S. 156‒160
|-valign="top"
|[8]
|Geißler, G., Kaliske, M., Grellmann, W., Nase, M.: Peel Process Simulation of Sealed Polymeric Film – Computational Modelling of Experimental Results. Engineering Computations 24 (2007) 586‒607
|}

[[Kategorie:Schadensanalyse]]
[[Kategorie:Bruchmechanik]]

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