YieldKriterien

YieldKriterien bezeichnet in der Festkörpermechanik und Werkstoffkunde die Bedingung, unter der ein Material zu plastischer Verformung beginnt. Sie definieren eine Yield-Surface im Spannungsraum; der Spannungszustand erreicht diese Oberfläche, wenn elastische Verformung nicht mehr ausreicht, um die äußeren Belastungen zu kompensieren, und plastische Verformung einsetzt. In Materialmodellen mit Fließverhalten werden Yield-Kriterien zusammen mit Härten und Fließgesetzen verwendet, um das weitere Verhalten nach der Schwellenüberwindung zu beschreiben.

Zu den bekanntesten Kriterien gehören das Von-Mises-Kriterium, das Tresca-Kriterium, das Mohr-Coulomb-Kriterium sowie das Drucker-Prager-Kriterium. Das Von-Mises-Kriterium basiert auf dem deviatorischen Spannungszustand und bildet eine kugelförmige Yield-Fläche in der dreidimensionalen Spannungswelt ab, die nur von der verzerrenden Komponente abhängt. Das Tresca-Kriterium fokussiert auf den maximalen Schubspitzenwert. Mohr-Coulomb beschreibt ein Kriterium, das Druck und interne Reibung berücksichtigt und besonders für Geomaterialien wie Böden und Fels applicable ist. Drucker-Prager ist eine glatte, mathematische Approximation des Mohr-Coulomb-Kriteriums. Für anisotropes Materialverhalten gibt es Hill-Kriterien, die Richtungsabhängigkeiten der Festigkeit berücksichtigen.

In der Praxis werden Yield-Kriterien zusammen mit Härtenmodellen angewendet, um die Entwicklung der Festigkeit während plastischer Dehnung abzubilden. Sie sind zentral in der Finite-Elemente-Berechnung, Materialmodellierung und Geotechnik, stehen aber auch vor Grenzen: kein einzelnes Kriterium erfasst alle Materialien und Ladezustände, und reale Verformungen können von den idealisierten Fließgesetzen abweichen.