Kerb
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Kerb
Definition
Die Abgrenzung der bruchmechanischen Begriffe Kerb und Riss ist in der Literatur häufig etwas unscharf.
Kerben und Risse unterscheiden sich dadurch, dass sich die inneren Begrenzungsflächen beim Riss im unbelasteten Zustand berühren, bei einem Kerb hingegen nicht. Mathematisch gesehen ist der Riss eine von der Risskontur begrenzte Unstetigkeitsfläche für Verschiebungen im unverformten Körper. Bei einer mathematischen Modellierung ergibt ein Schnitt quer zur größten Flächenausdehnung für den Riss eine Linie und für den Kerb eine Ellipse. Damit hat ein Riss an seinen Enden eine unendlich große Krümmung, ein Kerb hingegen weist an jeder Stelle der Ellipse eine endliche Krümmung auf. In Richtung ihrer größten Flächenausdehnung wird beim Innenriss ebenfalls von einer Ellipsenform ausgegangen, beim Oberflächenriss von einer Halbellipse.
Geometrie im Kerbgrund
Charakteristisch ist sowohl für Risse als auch für Kerben, dass es sich um Ungänzen handelt, bei denen sich Oberflächen über große Bereiche sehr nahe kommen und die mindestens an einer Stelle eine linienförmige Begrenzung (Rissberandung, Rissfront, Kerbgrund) mit einem sehr kleinen Krümmungsradius aufweisen (siehe: Kerbgeometrie). Die Oberflächen von Kerben und Rissen sind sehr groß gegenüber von Volumina, die sie umschließen. Beim Wachstum von Rissen (siehe: Rissausbreitung) ändert sich kaum das Volumen, während sich die Rissflächen weiter vergrößern.
Einfluss auf das Kennwertniveau
In der Werkstoffprüfung werden gezielt Kerben unterschiedlichster Geometrien in Prüfkörper eingebracht (siehe: Kerbeinbringung und Kerbgeometrie), um deren Wirkung, z. B. auf die Zähigkeitskennwerte, zu untersuchen.
Weniger gebräuchlich sind Seitenkerben, die speziell in der Bruchmechanik verwendet werden, um ebene Rissfronten zu erhalten (siehe: IKBV_Typen_von_Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen).
Siehe auch
Literaturhinweise
- Morgner, W.: Wechselwirkungen zwischen ZfP und Bruchmechanik oder „Alles über den Riss“. In: Berichtsband 65 „ZfP und Bruchmechanik“. DGZfP Berlin (1998), (ISBN 3-931381-26-9)
- Blumenauer, H., Pusch, G.: Technische Bruchmechanik. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig Stuttgart (1987) 2. Auflage (siehe AMK-Büchersammlung unter E 29-2)
- Sähn, S., Göldner, H.: Bruch- und Beurteilungskriterien in der Festigkeitslehre. Fachbuchverlag, Leipzig Köln (1993), (ISBN 3-343-00854-0; siehe AMK-Büchersammlung unter E 26)