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Pannenmechanismus
Storyboard 
Wenn ein Bruch auftritt, wird er durch eine Zone charakterisiert, die keine Last mehr tragen kann, und einen Rand, der durch eine Spannung gekennzeichnet ist, die sich umgekehrt zum Radius der Bruchspitze vergrößert. Das bedeutet, dass der Querschnitt verringert ist und der verbleibende Querschnitt eine größere Last tragen muss, was die Situation an der Bruchspitze verschärft und ihre Ausbreitung begünstigt. So entsteht eine katastrophale Situation, in der jeder Anstieg des Bruchs die zu tragende Last erhöht, was wiederum zu einem weiteren Anstieg des Bruchs führt.
ID:(2067, 0)
Spannungen in der Nachbarschaft einer Rissspitze
Bild
Der Bruch breitet sich aus, weil die Spitze extrem klein ist, was eine sehr hohe Spannung impliziert, da diese proportional zum Kehrwert der Wurzel des Radius ist.
Das Fortschreiten des Bruchs kann gestoppt werden, wenn der Radius an einer Stelle zunimmt und dadurch die Spannung an der Spitze verringert wird. Dies wird beispielsweise durch Materialporosität oder das Einbringen von Inhomogenitäten erreicht, die als Spannungskonzentrationspunkte wirken.
None
ID:(1691, 0)
Modell
Top
Berechnungen
Variablen
Parameter
zu 
, dann die Variable auswählen: 
zu 
Berechnungen
Berechnungen
Variable 
Gegeben Berechnen 
Ziel : Gleichung Zu verwenden Gleichung
$ K_I =\sqrt{\displaystyle\frac{ F E }{ l }}$
K_I =sqrt( F * E / l )
$ \sigma_y =\displaystyle\frac{ K_i }{\sqrt{2 \pi r_p }}$
s_y = K_i /sqrt(2* pi * r_p )
$\sigma_x(r,\theta)=\displaystyle\frac{K_i}{\sqrt{2pi r}}\cos\displaystyle\frac{\theta}{2}\left(1-\sin\displaystyle\frac{\theta}{2}\sin\displaystyle\frac{3\theta}{2} \right)$
s_x(r,theta)=(K_i/sqrt(2 pi r))cos(theta/2)(1-sin(theta/2)sin(3theta/2))
$ \sigma_y =\displaystyle\frac{ K_i }{\sqrt{2 \pi r }}\cos\displaystyle\frac{\theta}{2}\left(1-\sin\displaystyle\frac{ \theta }{2}\sin\displaystyle\frac{3 \theta }{2}\right)$
s_y(r,theta)=(K_i/sqrt{2 pi r))cos(theta/2)(1 sin(theta/2)sin(3theta/2))
ID:(15578, 0)
Intensity Factor
Gleichung
Die Bruchspannung ist proportional zu der Intensitätsfaktor ($K_I$), das wiederum proportional zur Quadratwurzel von die Kraft ($F$), der Elastizitätsmodul ($E$) und der Pause Länge ($l$) ist:
| $ K_I =\sqrt{\displaystyle\frac{ F E }{ l }}$ |
ID:(3785, 0)
Spannung in der Spitze des Bruchs
Gleichung
$\sigma_y(r_p,0)=\displaystyle\frac{K_i}{\sqrt{2\pi r_p}}$
ID:(3786, 0)
Spannung parallel zum Bruch
Gleichung
$\sigma_x(r,\theta)=\displaystyle\frac{K_i}{\sqrt{2\pi r}}\cos\displaystyle\frac{\theta}{2}\left(1-\sin\displaystyle\frac{\theta}{2}\sin\displaystyle\frac{3\theta}{2}\right)$
ID:(3788, 0)
Spannung senkrecht zum Bruch
Gleichung
$\sigma_y(r,\theta)=\displaystyle\frac{K_i}{\sqrt{2\pi r}}\cos\displaystyle\frac{\theta}{2}\left(1+\sin\displaystyle\frac{\theta}{2}\sin\displaystyle\frac{3\theta}{2}\right)$
ID:(3787, 0)