Unter Kollaps versteht man in der Werkstoff- und Strukturmechanik das plötzliche, meist irreversible Versagen eines Materials oder einer Struktur infolge instabiler Deformation. Charakteristisch ist ein sprunghafter Übergang von einem tragfähigen in einen deutlich geschwächten oder vollständig versagten Zustand.
Mechanisch lässt sich der Kollaps häufig als Instabilität beschreiben, z. B. Knicken schlanker Stäbe, Beulen dünnwandiger Schalen oder Scherbandbildung in duktilen Metallen. In Spannungs-Dehnungs-Diagrammen entspricht der Kollaps oft der maximalen Traglast, gefolgt von weicherem Verhalten (softening) oder einem Lastabfall. Bei porösen oder zellularen Werkstoffen (Metallschäume, Papier, Gesteine) spricht man von cell wall collapse bzw. Porenkollaps, wenn lokale Mikrostrukturen unter Druck versagen und zu einer charakteristischen Plateau-Phase in der Druckkurve führen.
Thermisch oder chemisch induzierte Kollaps-Phänomene umfassen das Zusammenbrechen von Mikro- und Nanoporosität (z. B. in Aerogelen, Zeolithen) durch Sintern, Kapillardruck oder Strukturumwandlungen. Im Bereich funktionaler Materialien bezeichnet Kollaps mitunter das schlagartige Verschwinden einer bestimmten Eigenschaft, etwa den Kollaps einer magnetischen oder ferroelektrischen Ordnung an einer Phasengrenze.
Die Beschreibung von Kollapsprozessen erfordert nichtlineare Kontinuumsmechanik, Stabilitätstheorie und oft Mehrskalenmodellierung, um die Kopplung zwischen Mikrostruktur und makroskopischem Versagen zu erfassen. Experimentell werden Kollaps-Mechanismen über In-situ-Methoden (z. B. Röntgen-µCT, DIC, Synchrotronverfahren) aufgeklärt, um aus den beobachteten lokalen Instabilitäten Werkstoffdesign und Sicherheitskonzepte für Bauteile abzuleiten.
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