Risswachstum in wellenartigen Strukturen mit nichtlinearen Spannungsverteilungen unter Umlaufbiegung

In wellenartigen Strukturen kommt es infolge von Kerbwirkungen zum Beispiel durch Korbbögen, Mulden oder Presssitzen zu nichtlinearen Spannungsverteilungen. Häufig treten Risse in Gebieten hoher Kerbwirkungen auf, wobei das Risswachstum und die Restlebensdauer durch die dort vorherrschende nichtlineare Spannungsverteilung beeinflusst werden. Eine Abschätzung der Restlebensdauer ist auf Grundlage bruchmechanischer Betrachtungen, ausgehend von einem mit zerstörungsfreien Prüfverfahren detektierbaren Riss, möglich. In der Vergangenheit hat sich jedoch gezeigt, dass eine lineare Idealisierung der nichtlinearen Spannungsverteilung über den Wellenquerschnitt zu Unsicherheiten in der Restlebensdauerberechnung von wellenartigen Strukturen führt. Experimentelle Untersuchungen konnten zeigen, dass Wellen die analytisch berechnete Restlebensdauer auf Grundlage einer Linearisierung überschreiten. Somit besteht Potential, die Berechnung von Restlebensdauern für Wellen mit nichtlinearen Spannungsverteilungen zu optimieren. Dazu wurden in dieser Arbeit entsprechende analytische, numerische und experimentelle Untersuchungen durchgeführt.