Spannungsintensitätsfaktor
# Spannungsintensitätsfaktor

Der Spannungsintensitätsfaktor (kurz SIF oder K-Faktor) $K$ ist ein Maß für die Intensität des Spannungsfeldes in der Nähe einer Rissspitze. Er ist eine skalare Größe, die von der äußeren Belastung sowie von der Geometrie des Risses und des Bauteils abhängt. Vom Wert des Spannungsintensitätsfaktors hängt das weitere Risswachstum ab.

Derjenige Spannungsintensitätsfaktor, bei dem es zur Rissinitiierung und schließlich zum Gewaltbruch kommt, ist der kritische Spannungsintensitätsfaktor $K_{\mathrm {C} }$. Dieser Werkstoffkennwert wird auch als Riss- oder Bruchzähigkeit bezeichnet.

Im Allgemeinen werden drei Rissöffnungsarten (Rissöffnungsmodi) unterschieden, denen jeweils ein Spannungsintensitätsfaktor zugeordnet ist:

    Mit Hilfe des Parameters $K_{\mathrm {I} }$ kann das vollständige Spannungsfeld an der Spitze des nach Modus $\mathrm {I}$ beanspruchten Risses charakterisiert werden:
       $K_{\mathrm {I} }=\sigma \cdot {\sqrt {\pi \cdot a}}\cdot f.$
    Darin beschreibt
   * $\sigma$ die Spannung im Bauteilquerschnitt ohne Risse (Nennspannung)

   * a die Risslänge

   * f bzw. Y einen Korrekturfaktor, der von der Risslänge, von der Bauteilgeometrie und von der Belastungssituation abhängt.

    Für $K_{\mathrm {I} }$ wird die Maßeinheit ${\frac {\mathrm {N} }{\sqrt {\mathrm {mm} ^{3}}}}$ oder $\mathrm {MPa} \cdot {\sqrt {\mathrm {m} }}$ verwendet.
