Finite Elemente in der Bruchmechanik

Für die Gewährleistung der technischen Sicherheit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit technischer Konstruktionen (Bauteile, Anlagen) spielt die bruchmechanische Bewertung von rissartigen Fehlern eine wichtige Rolle. Um die Beanspruchungssituation an Rissen zu berechnen, werden heutzutage vorwiegend numerische Methoden wie die Finiten Elemente (FEM) eingesetzt. Das vorliegende Fachbuch stellt die wesentlichen bruchmechanischen Konzepte vor, vermittelt schwerpunktmäßig die speziellen Techniken zur FEM-Analyse von Rissproblemen, die meist nur Spezialisten vorbehalten waren, und gibt anhand zahlreicher Beispiele effektive Anleitung zur Lösung praktischer Aufgaben. In der aktuellen Auflage wurden neuere Entwicklungen wie XFEM, Phasenfeldmethode, Schädigungsmechanik und Stochastische Modelle in der Bruchmechanik berücksichtigt.

Der Inhalt
Grundlagen der Bruchmechanik – Bruchmechanische Konzepte zur technischen Sicherheitsbewertung – Die FEM – FEM-Techniken zur Analyse von Rissen in linear-elastischen und elastisch-plastischen Strukturen – Simulation des Risswachstums mit der FEM – Die XFEM – Phasenfeldmethode – Kontinuums-Schädigungsmechanik – Stochastische Sprödbruchmodelle – Praktische Anwendungsbeispiele zur Bruchsicherheitsbewertung von Bauteilen

Die Zielgruppen

• Studierende und Doktoranden der Fächer Maschinenbau, Bauingenieurwesen, Werkstoffwissenschaften, Luft- und Raumfahrt u. a.
• In der Praxis tätige Ingenieure in den Konstruktions- und Berechnungsabteilungen, die mit Fragen der Bruchsicherheit, Festigkeit und Lebensdauer konfrontiert sind

Der Autor

Der Autor, Prof. Dr. habil. rer. nat. Meinhard Kuna  lehrte Technische Mechanik und Festkörpermechanik an der TU Bergakademie Freiberg, Institut für Mechanik und Fluiddynamik.