Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6025

Stress intensity factors and weight functions for special crack problems

Abstract:

The failure of cracked components is governed by the stresses in the vicinity of the crack tip. The singular stress contribution is characterised by the stress intensity factor K. Stress intensity factors depend on the geometry of the component and on the special loading conditions (tension, bending, thermal stresses,...). A procedure for their determination is the weight function technique where the weight functions are only dependent on the crack geometry.

Stress intensity factors and weight functions are reported for many practical problems in handbooks. In this report new solutions for stress intensity factors and weight functions are compiled in form of tables or approximate relations.

Spannungsintensitätsfaktoren und Gewichtsfunktionen für spezielle Rißprobleme

Kurzfassung:

Das Versagen von Bauteilen mit Rissen wird durch die unmittelbar an der Rißspitze auftretenden Spannungen verursacht. Der singuläre Anteil diese Spannungen wird durch den Spannungsintensitätsfaktor K charakterisiert. Spannungsintensitätsfaktoren hängen von der Riß- und Bauteilgeometrie sowie von der speziellen Belastung (Zug, Biegung, Thermospannungen,...) ab. Eine Methode zur Bestimmung von Spannungsintensitätsfaktoren ist die Methode der Gewichtsfunktionen. Diese sind nur von den Geometriedaten abhängig.

Lösungen für Spannungsintensitätsfaktoren und Gewichtsfunktionen werden für viele praktisch relevante Fälle in Handbüchern angegeben. Im vorliegenden Bericht werden neue Ergebnisse in Form von Tabellen und Näherungsformeln mitgeteilt.