siehe auch Prüfung, bruchmechanische
Die Bruchmechanik geht davon aus, dass der Bruch eines Bauteils und damit des Werkstoffes infolge der Ausbreitung von Rissen unter statischer und dynamischer Belastung auftritt. Sie untersucht die Bedingungen für die Ausbreitung von Rissen und ist in der Lage, quantitative Zusammenhänge zwischen der äußeren Beanspruchung, d.h. der am Bauteil oder Prüfkörper wirkenden Nennspannung, der Größe und Form der Anrisse sowie dem Widerstand des Werkstoffes gegen stabile und instabile Rissausbreitung herzustellen.

Darin besteht die wesentliche Grundlage für die Anwendung bei der Werkstoffauswahl, Werkstoffoptimierung, Dimensionierung von Bauteilen, Lebensdauerbewertung und Schadensdiagnostik.

Die experimentelle Ermittlung bruchmechanischer Kennwerte erfolgt in Abhängigkeit vom Verformungsverhalten der untersuchten Werkstoffe (linear-elastisch oder elastisch-plastisch) auf der Basis von Konzepten der linear-elastischen Bruchmechanik (LEBM) oder der Fließbruchmechanik (FBM). Folgende Konzepte sind bekannt:

Im Verlauf der technischen Entwicklung kam es wiederholt zu folgenschweren Schadensfällen durch das Auftreten unvorhergesehener Brüche an Bauwerken, Maschinen wie Mittel- und Hochdruckdampfmaschinen, geschweißten Stahlkonstruktionen wie Brücken und Schiffen. Große Beachtung haben die umfangreichen Schadensfälle an amerikanischen Schiffen in den 1940er Jahren
gefunden.

Die Untersuchung dieser Schadensfälle war der Ausgangspunkt umfassender wissenschaftlich-technischer Arbeiten, die zur Ausbildung einer eigenständigen Wissenschaftsdisziplin führte, deren Gegenstand das Verhalten rissbehafteter Bauteile, die Aufklärung von Bruchursachen und die Einführung von Sicherheitskriterien ist. Die größten Fortschritte wurden insbesondere im Zusammenhang mit der Auslegung kerntechnischer Anlagen in den 1970er Jahren erzielt.

Literaturhinweise


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