Dynamische Probleme der Bruchmechanik

Zusammenfassung

Bis jetzt haben wir bei der Untersuchung der Rissinitiierung und der Rissfortpflanzung immer quasistatische Verhältnisse vorausgesetzt. Dies ist nicht mehr möglich, wenn die Trägheitskräfte oder hohe Verzerrungsraten das Bruchverhalten wesentlich beeinflussen. So ist es eine bekannte Tatsache, dass ein Material unter schlagartiger dynamischer Belastung eher versagt, als unter einer langsam aufgebrachten Last. Eine Ursache hierfür besteht in der Änderung des Materialverhaltens. Plastisches oder viskoses Fließen findet mit steigenden Belastungsraten in immer geringerem Maße statt: das Material verhält sich im dynamischen Fall häufig “spröder” als im statischen Fall. Dies sowie möglicherweise geänderte Versagensmechanismen in der Prozesszone führen daneben meist zur Änderung der Bruchzähigkeit. Eine andere Ursache liegt darin, dass es bei einer dynamischen Belastung infolge der Trägheitskräfte zu höheren Spannungen in der Umgebung einer Rissspitze kommen kann als im entsprechenden quasistatischen Fall.