Untersuchung des Einflusses der Mikrorißentstehung auf makroskopische Phänomene der schnellen Rißausbreitung in spröden Materialien

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Im ersten Projektabschnitt wurde die Bildung von Mikrorissen in der Umgebung einer schnell laufenden Makrospitze untersucht... In einer Nebenstudie wurde - zunächst unter statischen Bedingungen - ein Verfahren entwickelt, das die effiziente Behandlung der Wechselwirkung vieler Mikrorisse in berandeten Gebieten gestattet. Die Methode basiert auf der Kopplung einer Randintegralgleichungsmethode mit analytischen Einzelrißlösungen zur näherungsweisen Beschreibung der Mikrorisse. Das Verfahren soll im Verlängerungszeitraum auf die transiente dynamische Mikrorißwechselwirkung erweitert werden. Mikrorisse in der Umgebung einer Makririßspitze bilden auch den Ausgangspunkt von Rißverzweigungen oder -trifurkationen, wie sie bei dynamischen Bruchvorgängen häufig beobachtet werden. Rißverzweigungen sollen im Verlängerungsabschnitt eingehender untersucht werden. Dabei soll sie krummlinige Ausbreitung sowohl des anfänglich einzelnen Makrorisses als auch mehrerer sich gemäß einem geeigneten Kriterium bildender Rißzweige bei allgemeinen biaxialen Spannungszuständen simuliert werden. Von besonderem Interesse ist dabei die zeitliche Entwicklung der Risse und die Frage, unter welchen Bedingungen es zum kollektiven Wachstum oder zum Arrest einzelner Zweige kommt. Die zweidimensione numerische Auswertung erfolgt ebenfalls mittels einer Zeitbereichs-Randlementmethode.