| Startseite | Impressum |
|
||
 |
RisswundeEin aus der Ruhelage beschleunigter Riss kann sich je nach zur Verfügung stehender Energie auf unterschiedliche Art ausbreiten. Stückweiser Rissfortschritt bei stetiger Energiezufuhr wird als unterkritische bzw. stabile Rissausbreitungbezeichnet und kommt hauptsächlich in der Materialermüdungvor. Dabei verbringt der Riss die größte Zeit der Bauteillebensdauerin diesem Stadium. Steht allerdings genügend Energie zur Verfügung breitet sich der Riss mit enormer Geschwindigkeit aus. Man spricht von überkritischer bzw. instabiler Rissausbreitung. Die Beschleunigung des Risses aus der Ruhelage kann dabei als sprichwörtlich angesehen werden, wie dies in der schematischen Darstellung eines Ermüdungsexperimentes zu sehen ist. In diesem Diagramm ist die Rissfortschrittsgeschwindigkeitüber dem Logarithmusder Schwingbreitedes Spannungsintensitätsfaktorsfür einen metallischen Werkstoff aufgetragen. Diese Kurve wird im sog. "load stepping" - Verfahren bestimmt, indem eine CT-Probe(Compact Tension, die Standardprobe in der Bruchmechanik) mit gezielt eingebrachtem Riss stufenweise von einer Belastung kurz unterhalb der kritischen Spannungsintensität ΔKc mit jeweils geringerer Amplitude belastet und die Rissausbreitungsgeschwindigkeitgemessen wird. Unterhalb eines Schwellwertes K0 bzw. Kth (threshold) ist an einem vorhandenen, langen Riss keine Ausbreitung messbar (Bereich A). Oberhalb dieses Wertes steigt die Rissgeschwindigkeit stetig an und die Kurve mündet in einen Bereich exponentiellen Zusammenhangs der Rissfortschrittsgeschwindigkeit mit der Belastungsamplitude. Dieser in der Abbildung als B gekennzeichnete Bereich wird als Paris-Risswachstum bezeichnet. Bei weiterer Zunahme der Schwingbreite der Spannungsintensität beschleunigt der Riss immer weiter, bis er mit der vorhandenen Energie innerhalb eines Belastungszyklus durch die Probe wandert, sich also überkritisch mit Schallgeschwindigkeit ausbreitet (Bereich C). Literatur
|
