Elasto-plastische Betrachtung des Kerbgrundes

Ungekerbte Vergleichsprobe zur Simulation des Spannungs-Dehnungs-Verhaltens im Kerbgrund
Ungekerbte Vergleichsprobe zur Simulation des Spannungs-Dehnungs-Verhaltens im Kerbgrund

Beim Kerbdehnungskonzept (KDK), auch als Kerbgrundkonzept bezeichnet, werden die örtlichen Spannungen und Dehnungen für den versagenskritischen Ort des Bauteils auf der Grundlage eines elastisch-plastischen Werkstoffverhaltens berechnet und den örtlich ertragbaren Spannungen und Dehnungen gegenübergestellt. Die Anfänge des Kerbgrundkonzeptes gehen auf LAWRENCE zurück. Später wurde es von SEEGER detailliert aufbereitet. Es ist sowohl für geschweißte als auch ungeschweißte Konstruktionen aus Stahl anwendbar. Es wird davon ausgegangen, dass das Schädigungsverhalten im Kerbgrund mit dem Schädigungsverhalten einer ungekerbten Werkstoffprobe gleichzusetzen ist, s. Abbildung rechts.

Beim Kerbdehnungskonzept müssen wie beim Kerbspannungskonzept die Geometriewerte und der Werkstoffzustand im versagenskritischen Anrissort vollständig beschreibbar sein. Im Gegensatz zum Kerbspannungskonzept, das hauptsächlich auf experimentellen Untersuchungen beruht, wird beim Kerbdehnungskonzept jedoch versucht, die realen Beanspruchungs- und Versagensvorgänge näherungsweise rechnerisch zu erfassen. Dabei basieren nur die Werkstoffkenndaten auf Experimenten an einachsig beanspruchten, ungekerbten Werkstoffproben. Damit kann bei gegebener Lastfolge direkt die Lebensdauer von Bauteilen bis zum technischen Anriss bestimmt werden. Ebenfalls besteht die Möglichkeit, rechnerische Anrisswöhlerlinien für die Anwendung des Nennspannungs-, Strukturspannungs- oder Kerbspannungskonzept zu ermitteln. Einzelne Anwendungen der Verfahren für Stahlkonstruktionen sind zum Beispiel in der Publikationsliste zu finden.

Vorgehensweise beim Kerbdehnungskonzept

Die einzelnen Berechnungsschritte beim Kerbdehnungskonzept
Die einzelnen Berechnungsschritte beim Kerbdehnungskonzept