Oluschinski am 8. Januar 2026 um 10:20 Uhr

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Loeffler-Kamann am 8. Oktober 2024 um 08:44 Uhr

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	Damit lautet das energetische Kriterium für die [[Rissausbreitung]] G ≥ R, das bedeutet, die zur Rissvergrößerung aufgewandte Energie muss größer sein als die Risswiderstandskraft. Dieses Bruchkriterium hat zu dem sog. Risswiderstands- oder R-Kurven-Konzept (siehe [[Risswiderstandskurve]]) geführt [1].		Damit lautet das energetische Kriterium für die [[Rissausbreitung]] G ≥ R, das bedeutet, die zur Rissvergrößerung aufgewandte Energie muss größer sein als die Risswiderstandskraft. Dieses Bruchkriterium hat zu dem sog. Risswiderstands- oder R-Kurven-Konzept (siehe [[Risswiderstandskurve]]) geführt [1].

			==Siehe auch==
			*[[Adhäsive Energiefreisetzungsrate]]
			*[[Bruchentstehung]]
			*[[Bruchprozesszone]]
			*[[J-Integral-Konzept]]
			*[[Hybride Methoden, Beispiele]]

Reincke am 16. Februar 2018 um 14:01 Uhr

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{{PSM_Infobox}}
Energiefreisetzungsrate oder auch Energieanlieferungsrate
__FORCETOC__
==Begriffsvielfalt==

Der bruchmechanische Begriff Energiefreisetzungsrate wird in der deutschen und angelsächsischen Literatur über [[Bruchmechanik]] „sehr unscharf“ definiert, so dass [[Blumenauer, Horst|Blumenauer]] [1] und Schwalbe [2] sehr frühzeitig versucht haben hier eine einheitliche Terminologie vorzuschlagen. Der Energieterm G, der die vom elastischen Spannungsfeld des Prüfkörpers für die [[Rissausbreitung]] bereitgestellte Energie darstellt, wird

* Energieanlieferungsrate
* Energiefreisetzungsrate
* spezifische Bruchenergie
* Rissausbreitungsenergie oder auch
* Rissausbreitungskraft

genannt und zum Andenken an [[Griffith]] mit dem Symbol G ausgedrückt.

==Physikalische Definition==

Die Energiefreisetzungsrate hat die physikalische Dimension N mm-1 und ist experimentell durch Compliance-Messungen (siehe auch [[Compliance Methode]]) bestimmbar.

Die Energiefreisetzungsrate G kann als Energie betrachtet werden, die je Einheit entstehender [[Bruchfläche]] frei wird und dabei vom Rissausbreitungsvorgang aufgezehrt wird; alternativ wird G oft als Kraft interpretiert, die je Einheit der Rissfrontlänge den [[Riss]] durch den Werkstoff treibt
{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math>G_I\,=\,\frac{\partial U_e}{\partial \left(2a \right)}\,=\, \frac{\sigma_ \infty^2\, \pi\, a}{E}\, \cdot \, \left( 1 \, - \, \nu ^2 \right)</math>
|}

mit
{|
|-
|<math>\partial a</math>
|width="15px" |=
|infinitesimale Risslängenzunahme
|-
|E
|=
|[[Elastizitätsmodul]]
|-
|<math>\nu^2</math>
|=
|[[Querkontraktion]]
|-
|Ue
|=
|elastische Formänderungsenergie
|-
|σ∞
|=
|angelegte Spannung (mit vollem Querschnitt gebildet)
|}

Nicht alle Bezeichnungen sind mit dieser Definition verträglich, da es sich um einen Energiebetrag handelt, der vom elastischen Spannungsfeld geliefert wird. Im Sinne dieser Definition können nur Bezeichnungen wie '''Energiefreisetzungsrate''' und '''Energieanlieferungsrate''' als sinnvoll angesehen werden. Der in der Literatur eingeführte Begriff der Rissausbreitungskraft ist physikalisch nicht korrekt, da G keine Kraft, sondern eine Kraft pro Länge bzw. eine Energie je Einheit entstehender [[Bruchfläche]] darstellt.

==Energetisches Bruchkriterium==

Von [[Blumenauer, Horst|Blumenauer]] [1] wird als kritischer Wert Gc noch die spezifische Rissausbreitungsenergie eingeführt.

Die Bruchenergie ist eine Werkstoffeigenschaft, die mit G im Gleichgewicht steht, und zur besseren Unterscheidung mit R bezeichnet wird.

Für ideal sprödes Bruchverhalten ist

{|
|-
|width="20px"|
|width="500px" | <math>R\,=\,G_c\,=\,2\, \gamma_0</math>
|}

mit
{|
|-
|<math>\gamma_0</math>
|width="15px" |=
|spezifische [[Oberflächenenergie]],
|}

da keine Energie für eine plastische [[Deformation]] benötigt wird. Bei duktilem Werkstoffverhalten wird R von den Vorgängen in der [[Plastische Zone|plastischen Zone]] (siehe [[effektive Risslänge]]) bzw. der [[Bruchprozesszone]] bestimmt.

Damit lautet das energetische Kriterium für die [[Rissausbreitung]] G ≥ R, das bedeutet, die zur Rissvergrößerung aufgewandte Energie muss größer sein als die Risswiderstandskraft. Dieses Bruchkriterium hat zu dem sog. Risswiderstands- oder R-Kurven-Konzept (siehe [[Risswiderstandskurve]]) geführt [1].

'''Literaturhinweise'''
{|
|-valign="top"
|[1]
|[[Blumenauer, Horst|Blumenauer, H.]]; Pusch, G.: Technische Bruchmechanik. Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig (1982) 1. Auflage, S. 60 (siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter E 29-1)
|-valign="top"
|[2]
|Schwalbe, K.-H.: Bruchmechanik metallischer Werkstoffe. Carl Hanser Verlag, München Wien (1980) (ISBN 3-446-12983-9; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter E 15)
|}

[[Kategorie:Bruchmechanik]]

Energiefreisetzungsrate - Versionsgeschichte

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