Ingenieurwerkstoffe neigen bei erh€ o ohten Temperaturen zus€ a atzlich zum elastischen Verhalten zum Kriechen oder, mit anderen Worten, man kann neben einer spontanen Werkstoffreaktion auch eine zeitabh€ a angige beobachten. Unter Ber€ u...
moreIngenieurwerkstoffe neigen bei erh€ o ohten Temperaturen zus€ a atzlich zum elastischen Verhalten zum Kriechen oder, mit anderen Worten, man kann neben einer spontanen Werkstoffreaktion auch eine zeitabh€ a angige beobachten. Unter Ber€ u ucksichtigung der wachsenden Sicherheitsanforderungen f€ u ur Kraftwerke, Flugzeugkomponenten, chemischen Anlagen usw. ist das zeitabh€ a angige Werkstoffverhalten in den Konstruktionsprozess einzubeziehen. Zahlreiche Bauteile, die unter Kriechbedingungen eingesetzt werden, k€ o onnen als d€ u unnwandig klassifiziert werden. Ihre Analyse ist dann mit drei Problemen verbunden: mit der Auswahl eines geeigneten Werkstoffmodells, mit der Auswahl eines ad€ a aquaten strukturmechanischen Modells und mit der Auswahl eines geeigneten numerischen L€ o osungsverfahrens. Dabei besteht eine enge Verbindung zwischen den drei Problemen. Beispielsweise hat die Auswahl des strukturmechanischen Modells (Balken, Platte, Schale usw.) signifikanten Einfluss auf den numerischen Aufwand. Andererseits wird die Berechnungsgenauigkeit durch das Materialverhaltensmodell beeinflusst, wenn verschiedene Effekte einbezogen oder vernachl€ a assigt werden. Die Kriechmechanik als Zweig der Festk€ o orpermechanik hat eine mehr als einhundertj€ a ahrige Geschichte. Nach einer kurzen Diskussion der geschichtlichen Entwicklung sowie der Anf€ u uhrung ausgew€ a ahlter Referenzliteratur werden zwei Modelle zur Beschreibung des Kriechverhaltens eingef€ u uhrt. Das erste Modell ist dadurch gekennzeichnet, dass die Art des Spannungszustandes keine Rolle bei der Beschreibung des Materialverhaltens spielt, w€ a ahrend in die Formulierung des zweiten Modells eine derartige Abh€ a angigkeit eingeht. Ein typisches Beispiel f€ u ur das zweite Modell ist ein unterschiedliches Zugund Druckverhalten. Dieses kann beispielsweise im Terti€ a arkriechbereich vorausgesetzt werden, da eine Sch€ a adigung durch Zugbedingungen gef€ o ordert wird. Wenn man Druckbedingungen antrifft, k€ o onnen Kriechverzerrungen auftreten, der Sch€ a adigungszustand ist jedoch teilweise eingefroren (u.a. kein Auftreten neuer Hohlr€ a aume). Der letzte Teil ist strukturmechanischen Modellen gewidmet. F€ u ur d€ u unnwandige Strukturen werden in der Regel alle Annahmen in € U Ubereinstimmung mit der ,,D€ u unne'' der Struktur getroffen. Damit kann man beispielsweise Hypothesen f€ u ur die Spannungen, Verzerrungen und/oder Verschiebungen in Dickenrichtung einf€ u uhren, und es werden zu l€ o osende Gleichungen abgeleitet, die bez€ u uglich der Dimension reduziert sind (statt dreidimensionaler Feldgleichungen hat man ein System von zwei-oder eindimensionalen Feldgleichungen). € U Uber die Korrektheit und Genauigkeit dieses Konzepts wird berichtet.