11. Analyse von Rissen in thermischen und Residualspannungsfeldern unter Verwendung der Gewichtsfunktion Methode

Das Kapitel behandelt die Analyse von Rissen in thermischen und Eigenspannungsfeldern, wobei der Fokus auf der Anwendung der Gewichtsfunktion Methode (WFM) liegt. Diese Methode ermöglicht eine effiziente Berechnung der Spannungsintensitätsfaktoren (SIFs), die für die Bewertung der Rissausbreitung und die strukturelle Integrität von Bauteilen entscheidend sind. Thermische und Eigenspannungen, die durch verschiedene Fertigungsprozesse wie Schweißen, Kugelstrahlen oder Laserstrahlen entstehen, werden detailliert untersucht. Die WFM wird als besonders leistungsfähig und genau beschrieben, insbesondere bei der Behandlung komplexer Spannungsfelder, die durch thermische oder mechanische Belastungen verursacht werden. Das Kapitel zeigt auf, wie diese Spannungen sowohl schädlich als auch nützlich sein können, je nach ihrer Lage und Verteilung im Material. Praktische Anwendungsbeispiele aus der Luft- und Raumfahrtindustrie verdeutlichen die Relevanz der WFM für die Entwicklung sicherer und langlebiger Strukturen. Zudem wird die Bedeutung der Berücksichtigung von Eigenspannungen bei der Konstruktion und Zertifizierung von Flugzeugkomponenten hervorgehoben. Die Analyse umfasst auch die Überlagerung von Eigenspannungen mit Betriebsbelastungen, um die Gesamt-SIFs zu bestimmen, die für die Ermüdungsrisswachstumsanalyse verwendet werden. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die zukünftigen Entwicklungen und die potenziellen Anwendungen der WFM in der Bruchmechanik.