Techniklexikon

Kerbwirkung

Festkörperphysik, der aus dem Alltag bekannte Effekt einer Stabilitätsverringerung durch vorhandene oder hinzugefügte Kerben oder Vorsprünge an der Materialoberfläche. Er beruht auf einer lokalen Konzentration von Spannungen, die zum Bruch des Materials führen können, selbst wenn die Belastung weit unter der nominalen Bruchlast liegt. Besonders gefährliche Spannungsspitzen können auftreten, wenn kleine Kerben (oder nur eine Oberflächenrauhigkeit) sich in der Nähe einer grossen Kerbe befindet und sich die einzelnen Kerbwirkungsfaktoren überlagern. Im positiven Sinne nutzt man die Kerbwirkung z.B. zum kontrollierten Brechen von Glas durch Einritzen der Oberfläche.

Kerbwirkung: Kraftfluss und Spannungsverteilung an Kerben und Vorsprüngen.
Geometrisch sind der Krümmungsradius r, die Kerbtiefe t und der Flankenwinkel w massgebend für die Stärke des Kerbeffekts. Bei teilweiser Plastifizierung des Materials ist die Maximalspannung s_max grösser als bei einem rein elastischen Material: s_{max, plastisch} > s_{max, elastisch}. s_n ist die Nennspannung, der Mittelwert der Spannung.