Zugverformungsverhalten von Kerbstäben

Zusammenfassung

Bei der Beanspruchung gekerbter Bauteile durch äußere Kräfte und/oder Momente treten mehrachsige inhomogene Spannungszustände auf. Die Frage ist von zentraler Bedeutung, unter welchen Bedingungen dabei plastische Verformung einsetzt und Bruch auftritt. Das einfachste Modell eines gekerbten Bauteils ist ein zylindrischer Kerbstab, der nach Herstellung eigenspannungsfrei (vgl. V 34) geglüht wurde. Führt man mit derartigen Stäben Zugversuche durch, so lassen sich neben der verformenden Kraft F auch die in Beanspruchungsrichtung auftretenden Längenänderungen der Meßstrecke 1₀, die die Kerbe einschließt (vgl. Bild 1), relativ einfach erfassen. Man erhält damit einerseits Nennspannungswerte σ_n = F/A_K, die Mittelwerte der sich einstellenden inhomogenen Spannungsverteilungen sind. Andererseits kann man aus der Längenänderung der Meßstrecke formale Dehnungswerte berechnen, die ein Maß für die insgesamt sich ausbildenden Abmessungsänderungen der Meßstrecke sind, Vielfach spricht man als Kerbstreckgrenze den Werkstoffwiderstand gegenüber der auf den Kerbgrundquerschnitt bezogenen Kraft an, die zum ersten Abweichen vom linearen Anfangsteil der Kraft-Verlängerungskurve führt. Selbstverständlich ist diese Beanspruchung nicht mit der Nennspannung identisch, bei der erstmals plastische Verformungen im Kerbgrund auftreten. Will man daher zu genaueren Aussagen über die Kerbstreckgrenze R_K,eS (Widerstand gegen einsetzende plastische Verformung im Kerbgrund) und/oder Kerbdehngrenzen R_{K, px} gelangen, so sind genauere Dehnungsanalysen im Kerbgrund unerläßlich.