3. Die Beanspruchung des Werkstoffs rißgeschädigter Bauteile

Unter Nutzung der Methoden der elementaren Festigkeitslehre, der Elastizitätstheorie und gegebenenfalls auch unter Zuhilfenahme der experimentellen Methoden der technischen Mechanik lassen sich die Spannungen in mechanisch beanspruchten Konstruktionen bestimmen. Kerben unterschiedlichster Art führen zu Spannungserhöhungen gegenüber den elementar berechenbaren Werten. Der Riß als extreme Kerbe (mit verschwindend kleinem Kerbgrundradius) führt bei linear-elastischem Werkstoffverhalten zu unendlich hohen Spannungen an der Rißspitze bzw. bei realem Werkstoffverhalten zu Spannungen in Höhe der Streckgrenze. Aus diesem Grund sind die Spannungen selbst in rißgeschädigten Bauteilen nicht mehr sinnvoll als Maß der Werkstoffbeanspruchung nutzbar. Die Stärke der Singularität der Spannungen an der Rißspitze wird statt dessen zweckmäßig mit Hilfe der sogenannten Spannungsintensitätsfaktoren beschrieben, die sich aus der nominellen Bauteilbeanspruchung sowie der Rißgröße ableiten lassen. Die Auswirkungen der Plastifizierung des Materials in der Umgebung der Rißspitze sind ausschlaggeben dafür, ob die Methoden der linear-elastischen Bruchmechanik oder der Fließbruchmechanik zur Rißbewertung anzuwenden sind. Einige der Methoden zur Bestimmung der Spannungsintensitätsfaktoren werden beispielhaft dargelegt.