Stuttgarter Max-Planck-Forscher und Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickeln gemeinsam ein Modell, das die Ausbreitung von Rissen beschreibt
Schematisches Bild, das die Entstehung von Bruchinstabilitäten zeigt. Nach spiegelglatten Kanten ("mirror") wird der Riss bei langsamer Ausbreitung des Risses immer rauer ("mist"), bis er sich schließlich sogar verzweigt ("hackle"). Bild: M. Buehler/Massachusetts Institute of Technology
Auftreten von Bruchinstabilitäten. Bei einer kritischen Geschwindigkeit wird die Bewegung eines Risses instabil. Er breitet sich dadurch nicht mehr geradlinig aus, was zu immer unebeneren Oberflächen führt. Bild: M. Buehler/Massachusetts Institute of Technology
Wenn Materialien zerreißen, dann werden Atombindungen aufgebrochen. Wie das genau vor sich geht, war lange ein Rätsel. Nun haben Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge und am Max- Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart dafür eine Theorie entwickelt, unterstützt von aufwändigen Simulationen, die sie zuvor auf Parallelrechnern verschiedener Max-Planck-Institute durchführten. Während herkömmliche Theorien von einem linearen Zusammenhang zwischen Zugspannung und Materialbeanspruchung ausgingen, konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Beanspruchungen in Wirklichkeit hochgradig nichtlinear sind, weil besonders an der Spitze des Risses starke Verformungen auftreten. Ergebnis: Die neue nichtlineare Theorie der Rissentstehung gilt für viel mehr Materialien als ihre Vorgängertheorien - und ist möglicherweise nicht nur für Materialwissenschaftler interessant, sondern auch zum Beispiel für Erdbebenforscher (Nature, 19. Januar 2006).
Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de
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