Stresskonzentrationen
Stresskonzentrationen bezeichnen lokale Spannungserhöhungen in Bauteilen, die durch geometrische Unregelmäßigkeiten, Lastpfade oder Materialunterschiede verursacht werden. An Kerben, Bohrungen, scharfen Kanten oder rauer Oberfläche sammelt sich die Last, sodass die lokale Spannung über dem nominalen Niveau liegt. Dies erhöht das Risiko von Materialversagen, insbesondere bei zyklischer Belastung.
Hauptursachen sind geometrische Merkmale wie Kerben, Löcher, Übergänge mit kleinem Radius, scharfe Kanten sowie Oberflächenrauheiten. Auch
Zur Beschreibung wird der Stresskonzentrationsfaktor Kt verwendet: Kt = sigma_max / sigma_nominal. Kt ist stark geometrieabhängig. In einer
Berechnung erfolgt durch analytische Lösungen, Finite-Elemente-Analysen und experimentelle Methoden wie Dehnungsmessstreifen oder Photoelastizität. Zur Reduzierung von
Stresskonzentrationen beeinflussen Festigkeit, Lebensdauer und Sicherheit von Bauteilen, besonders bei Fatigue. Das Verständnis von Kt, Kf