Crack Propagation in Decagonaland Icosahedral QuasicrystalsVon der Fakult at Mathematik und Physikder Universit at Stuttgartzur Erlangung der Wurde eines Doktors derNaturwissenschaften (Dr. rer. nat.) genehmigte AbhandlungVorgelegt vonChristoph Paul Rudhartaus FriedrichshafenHauptberichter : Prof. Dr. Hans-Rainer TrebinMitberichter : Prof. Dr. Hans HerrmannTag der mundlic hen Prufung : 23.02.2004Institut fur Theoretische und Angewandte PhysikUniversit at Stuttgart2004ContentsZusammenfassung 11 Introduction 72 Quasicrystals 112.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2 Mechanical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.3 Quasiperiodic Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.4 Phonon and Phason Displacements . . . . . . . . . . . . . 182.5 Model Quasicrystals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.5.1 Two-dimensional Model Quasicrystals . . . . . . . 202.5.2 Icosahedral Model . . . . . . . . . . 212.6 Dislocations in Quasicrystals . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Fracture Mechanics 273.1 Linear Elastic Fracture Mechanics . . . . . . . . . . . . . 273.2 Fracture Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293.3 Cracks in Discrete Structures . . . . . . . . . . . . . . . . 304 Crack Propagation and Molecular Dynamics 334.1 Interaction Potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.2 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344.