Rissbewertung mit bruchmechanischen Methoden

Rissbehaftete Schweißdetails können mit bruchmechanischen Methoden beurteilt werden. Am Beispiel der beidseitig geschweißten Stumpfnaht wird aufgezeigt, wie an dem ermüdungskritischen Nahtübergang ein technischer Anriss fortschreitet bis es zum Restbruch kommt. Die Gesamtlebensdauer ergibt sich letztendlich aus der Anrissschwingspielzahl (ermittelt mit dem Kerbdehnungskonzept KDK) und der Bruchlastspielzahl (ermittelt mit dem Rissfortschrittskonzept RFK).  

In den folgenden Abbildungen sind einzelne Rissstadien von 1 mm bis 10mm dargestellt. Im Diagramm wird der Spannungsintensitätsfaktor (SIF) KI über die Schwingspielzahl N ausgewertet. Damit sind Aussagen zur Restlebensdauer für Stahlkonstruktionen (hier Schweißdetail) möglich. Entsprechende Inspektionsintervalle können mit Hilfe des Rissfortschrittskonzepts festgelegt werden. 

Bruchlastspielzahl in Abhängigkeit von der Risslänge
Bruchlastspielzahl in Abhängigkeit vom Rissfortschritt
Spannungsintensitätsfaktor in Abhängigkeit vom Rissfortschritt
Spannungsintensitätsfaktor in Abhängigkeit vom Rissfortschritt

Einzelne Stadien des Risswachstums bei einer Stumpfnaht

Anfangsriss a=1mm
Einzelne Stadien des Risswachstums bei einer Stumpfnaht
Rissfortschritt a=3mm
Rissfortschritt a=7mm
Rissende bei a=10mm