Bruchmechanik

Vorlesung „Bruchmechanik“

Termin: Wintersemester

Sicherheit und Zuverlässigkeit sind wesentliche Kriterien, die beim Entwurf und der Bemessung von Konstruktionen und Bauteilen zu berücksichtigen sind. Es muß gewährleistet werden, daß der gefährlichste Versagensfall – der Bruch – nicht eintritt. Aber auch steigende Ansprüche an die Sicherheit, die Entwicklung neuer Bau- und Werkstoffe und die Forderung nach besserer Ausnutzung der Traglastreserven einer Konstruktion erfordern ein genaues Verständnis der Ursachen und Erscheinungsformen des Bruchs.

Die Bruchmechanik geht davon aus, daß – unabhängig von der äußeren Vielfalt der Brucherscheinungen – die Ausbreitung von Rissen als Bruchursache anzusehen ist. Ausgehend von dieser Annahme, kann die Beanspruchung eines Bauteils unter statischer, dynamischer oder wiederholter Belastung berechnet werden. Die dabei verwendeten bruchmechanischen Konzepte können auf alle im konstruktiven Ingenieurbau verwendeten Materialien (metallische Werkstoffe, Glas, Beton, Holz,…), unter Einbeziehung werkstoffspezifischer Eigenarten, angewandt werden. Die Bruchmechanik hat für metallische Werkstoffe in Verbindung mit der Schweißtechnik, der Werkstoffauswahl und der Ermüdungsfestigkeit besondere Bedeutung.

Inhalte:

  • Elastizitätstheoretische Grundlagen, Scheiben mit Rissen
  • Nahfeldlösungen, K-Faktoren, Bruchaussagen
  • Analytische und numerische (FEM, BEM) Methoden der K-Wert Ermittlung
  • Fließbruchmechanik (J-Integral, Dugdale-Barenblatt-Modell, R-Kurven,…)
  • Rißfortschritt unter Schwingbelastung
  • Anwendungen der Bruchmechanik, Regelwerke, Normen (Eurocode 3, Stahlkonstruktionen)