Mechanische Eigenschaften und Bruch
Ein Stahlblech mit der Bruchzähigkeit K_IC = 50 MPa·√m wird mit einer Zugspannung von 200 MPa belastet. Mit K = Yσ√(πa) und dem Geometriefaktor Y = 1,0: Welcher Wert kommt der kritischen Risslänge a, bei der Bruch eintritt, am nächsten?
- Aca. 20 mm
- Bca. 62,5 mm
- Cca. 80 mm
Lösung und Erläuterung anzeigen
Lösung: A. ca. 20 mm
Aus der Bedingung K = K_IC folgt a = (1/π)(K_IC/Yσ)². Mit K_IC/σ = 50/200 = 0,25 √m ergibt sich a = 0,25²/π = 0,0625/3,14 ≈ 0,0199 m, also ca. 20 mm. Der Wert ca. 62,5 mm entsteht, wenn man die Division durch π vergisst, der Wert ca. 80 mm, wenn man ohne Quadrieren 0,25/π rechnet. Die kritische Risslänge ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Spannung; halbiert man die Spannung, ist ein 4-mal so langer Riss zulässig. Die Rissgrößen, die die zerstörungsfreie Prüfung auffinden kann, mit diesem kritischen Wert zu vergleichen, ist der Grundgedanke der schadenstoleranten Auslegung.
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