Rissspitze
Aus ESOCAETWIKIPLUS
engl: crack tip Kategorie: Level 4 Theorie Mechanik
Allgemeine Informationen hierzu finden Sie zum Beispiel bei wikipedia:Fließbruchmechanik
Simulation
Die Rissspitze ist der Bereich in einem Bauteil an der Spitze eines postulierten oder vorhandenen Risses. Im allgemeinen werden hier Beanspruchungen der Strukturmechanik untersucht und Methoden der Bruchmechanik angewendet.
Analytisch ergeben unendlich große Spannungen an der Rissspitze und damit eine Singularität.
Für die K-Faktoren der linear-elastischen Bruchmechanik (LEBM) ist die numerische Berechnung der Spannungen wichtig. Diese sollen dann an der Riss-Spitze ebenfalls unendlich groß sein.
Um dies numerisch zu erfassen, kann man bei der Diskretisierung
- ein extrem feines Netz mit quadratischen Elementen an der Riss-Spitze vorsehen (reguläre Elemente, die Kantenmittenknoten liegen in der Mitte) oder
- ein moderat feines Netz mit quadratischen Elementen vorsehen, bei dem an der Rissspitze singuläre Elemente angeordnet werden (Kantenmittenknoten auf den Elementkanten liegen im Viertel-Punkt).
Die numerische Ermittlung der Energiefreisetzungsrate G der linear-elastischen Bruchmechanik (LEBM) erfolgt über die freigesetzte Energie. Dafür müssen Kräfte und Verschiebungen ermittelt werden. Spannungen werden hier nicht benötigt. Eine regelmäßige Vernetzung hat sich als effizient erwiesen.