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Bruchmechanische Berechnungsmethoden

Dieses Seminar richtet sich an Berechnungsingenieure, die die Aufgabe haben, die Stabilität von Rissen in Bauteilen unter statischen und zyklischen Lasten nachzuweisen. Dazu werden typische Kenngrößen, wie zum Beispiel die Spannungsintensitätsfaktoren (K-Faktoren), Energiefreisetzungsraten oder das J-Integral ermittelt. Diese werden den entsprechenden kritischen Grenzwerten gegenübergestellt. Die Rissgeometrie wird auf Netzebene abgebildet. Dabei kann materialseitig elastisches oder elastoplastisches Verhalten berücksichtigt werden. Belastungsseitig werden sowohl statische Beanspruchungen untersucht als auch zyklische Lasten (Paris-Gleichung). Neuere Berechnungsansätze wie die eXtended Finite Element Method (XFEM) erlauben es ferner Risswachstumssimulationen durchzuführen.


  • Einleitung
    • Motivation und Definitionen
    • Betrachtungsweisen der Bruchmechanik
    • Kontinuumsmechanik und Bruchmechanik
    • Mikromechanik und Bruchmechanik
    • Einteilung der Bruchmechanik
    • Geschichte der Bruchmechanik
    • Literatur
  • Bruchmechanische Grundlagen
    • Theorie für ideal spröde Körper
    • Energiefreisetzungsrate
    • Rissöffnungsarten
    • Spannungsintensitätsfaktoren
    • Rissöffnungsverschiebung
    • J-Integral
    • C*-Integral
    • Literatur
  • Zum Nachweis der Bruchsicherheit
    • Bruchmechanischer Nachweis für statische Lasten
    • Bruchmechanischer Nachweis für zyklische Lasten (Paris-Gesetz)
    • Hinweise zur Bestimmung der Bruchzähigkeit
    • Literatur
  • Rissmodellierung im Simulationsmodell
    • Modellierung einer halbelliptischen Rissfront
    • Abbildung von beliebig geformten Rissen
    • Rissvernetzung mitteils UMM (Unstructured Mesh Method)
  • Berechnung bruchmechanischer Parameter
    • Diskretisierung der Riss-Spitze
    • Berechnung von K-Faktoren
    • Berechnung der Energiefreisetzungsrate G
    • Berechnung des J-Integrals
    • Berechnung des C*-Integrals
    • Literatur
  • Alternative Berechnungsansätze
    • Methode der materiellen Kräfte
    • Auswertung und Interpretation der T-Spannung
    • Materialmodell für duktile Schädigung
    • Rissöffnungswinkel
    • Literatur
  • Risswachstumssimulation
    • XFEM (eXtended Finite Element Method)
    • VCCT (Virtual Crack Closure Technique)
    • CZM (Cohesive Zone Materialmodelle)
  • Diskussion von Beispielen

Schlüsselbegriffe:

Riss, Rissse, Rissfortschritt, K-Faktoren, Energiefreisetzungsrate, J-Integral, C*-Integral, T-Spannung, VCCT, XFEM

Allgemeine Informationen
Veranstaltung
Seminar
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Empfohlene Software
ANSYS Mechanical
Vortragssprache
Deutsch
Sprache Unterlagen
Deutsch
Referent
Mitarbeiter CADFEM
Dauer
2 Tag(e)

Termine und Anmeldung
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Uhrzeit
Tag 1: 09:00 - 17:00 Uhr
Tag 2: 09:00 - 17:00 Uhr

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