Eine Torsionsfraktur resultiert aus Drehspannung, die die Scherfestigkeit eines Materials überschreitet. Häufig bei rotierenden Komponenten: Wellen, Achsen, Antriebssträngen und Knochen (Spiralfrakturen).
Frakturmodi
- Spröde Torsionsfraktur: Plötzlich, minimale plastische Verformung. Bruchfläche senkrecht zur maximalen Zugspannung (~45° zur Achse). Typisch für Grauguss, gehärteten Stahl, Keramik.
- Duktile Torsionsfraktur: Erhebliche plastische Verformung vor dem Versagen. Oberfläche zeigt Scherlippen, Einziehungen, Dellen. Typisch für Weichstahl, Aluminium, Kupfer.
Beeinflussende Faktoren
- Materialmikrostruktur, Temperatur, Dehnungsrate, Spannungskonzentratoren (Nutten, Radien).
- Kombinierte Belastung (Torsion + Biegung/Achslast) verändert den Bruchpfad.
Design-Prävention
- Großzügige Radien bei Durchmesseränderungen.
- Oberflächenbehandlungen (Strahlpeening) zur Einführung von Druckrestspannung.
- Materialauswahl abgestimmt auf Dienstmoment und Umgebung.
- Regelmäßige Inspektion auf Risse bei hochzyklischen Komponenten.
