Welche Festigkeiten gehören zur Druckfestigkeit?
Druckfestigkeit
Biegedruckfestigkeit
Dauerstandsfestigkeit
Zeitstandsfestigkeit
Welche Festigkeiten gehören zur Zugfestigkeit?
Zugfestigkeit
Biegezugfestigkeit
Spaltzugfestigkeit
Oberflächenzug-/ Haftzugfestigkeit (Abreißfestigkeit)
Welche Festigkeit spielen noch eine Rolle außer Zug und Druckfestigkeit? (3)
• Dauerschwingfestigkeit
• Verschleißfestigkeit
• Härte (statisch, dynamisch)
→ Festigkeit
Metall: Was für ein Versuch ist das?
Was steht hier?
Das Diagramm ist Typisch für was?
Über was ist der Test gesteuert?
Weggesteuert/Dehnungsgeschwindigkeit
bei konstanter Verformungsgeschwindigkeit
Kraftgesteuert
bei konstanter Belastungsgeschwindigkeit
Wie Versagen Stoffe die eine geringer Zugfestigkeit als Druckfestigkeit haben?
Versagen bei Druck wird durch Zugversagen ausgelöst.
(Ausnahme: z.B. Holz)
Bruch infolge Druck tritt ein, wenn die Querdehnung eine
für den Stoff kritische Dehnung erreicht hat.
Was ist hier zu sehen? Was sagt es aus?
Zement mit Gesteinskörnung
Druckkraft wird zu den Seiten abgelenkt
Was ist hier jeweil links und rechts zusehen?
Was sind was für Kräfte?
Aus was für einem Material besteht der Beton links und rechts?
Zusehen sind zwei Proben. Was unterscheidet sie? Aus was sind sie?
Wie wirk sich die Form des Prüfkörpers auf Querdenungsbehinderung aus?
Schnittstelle von 45 grad an der Belastungsfläche
Was sag dieses Diagram aus?
von ca. 0,4 h/d Verhältnis bis 2,0 nimmt die Druckfestigkeit Expodential ab
so bald die die Höhe doppelt so hoch ist nimmt die Druchfestigkeit linear ab.
Welcher Stoff weiß welche Druckfestigkeiten bei steigendem Höhe/Durchmesser Verhältins auf?
Was sind die Randbedingungen für die Prüfung (Belastungsgeschwindigkeit)?
Was ist hier zu sehen? Was lässt sich daraus schließen?
+
Was ist die Definition der Dauerstandfestigkeit?
Maximale Spannung, die ein Werkstoff unendlich
lange ohne Bruch ertragen kann.
Was ist die Definition von Zeitstandfestigkeit?
Maximale Spannung, die ein Werkstoff während eines festgelegten Zeitraumes ohne Bruch ertragen kann.
Was sagt das Diagramm aus?
Die Druckfestigkeit nimmt mit steigender Temperatur ab
Weil mehr schwingung in den Atomen
Welche Auswirkung hat die Feuchtigkeit auf die Festigkeit von Beton? Was wirk hier an Kräften?
• Spaltdruck
• Verringerung der inneren Reibung
Wie wirkt sich Feuchte auf die Druckfestigkeit von Holz aus?
Mit steigender Feuchtigkeit sind die Druckfestigkeit
Wo von hängt die Druckfestigkeit allgemein ab?
• Ggf. Belastungsgeschwindigkeit
• Form
• Beschaffenheit der Prüffläche
• Größe
• Temperatur
• Feuchtigkeit (ggf. auch Vorlagerung der Probe)
Wie wirken sich Zug und Druckkräfte in den jeweiligen Werkstoffen aus?
Über welche Methoden lässt sich die Zugfestigkeit ermitteln?
Indirekte Ermittlung, über:
Wie sieht die Spannung bei der Prüfungen aus im Werkstück? Welche Prüfung sind das? Welch Formel beschreit die Biegefestigkeit bei dem jeweiligen Versuch?
Was ist das hier für ein Versuch?
Spaltzugversuch
Wie ist die Formel für den Spaltzugversuch?
Wie sieht die Zug/Druckspannung im Werkstück bei Spaltdruckversuch aus?
Was steht hier wo dran? Was für ein Versagen tritt wo auf?
Welcher Versuch ist das? Was steht hier an den Pfeilen?
Oberflächenzugfestigkeit
Was ist das nochmal für ein Versuch? Welche zwei Arten von Brüchen gibt es?
Welcher Versuch ist das hier? Welcher Bruch wäre wo?
Haftzugfestigkeit
Was ist zubeachten bei der Abrisfestigkeit von Beton?
BETON IST EIN VISKO‐ELASTISCHER BAUSTOFF
Oberflächenzugfestigkeit in Abhängigkeit von der Belastungsgeschwindigkeit
Prüfung ist mit definierter Belastungsgeschwindkeit durchzuführen
Was ist die Auswirkung der Kerbwirkungen?
Es entstehen erhöhte Spannungsspitzen an der Kerbe
Was ist K(t) im Zusammenhang mit der Kerbwirkung?
Verhältnis von Kerbspannung zur Nebenspannung
Was steht hier an den Achsen? (Kerbwirkung)
y- Achse = Formzahl
Radius der Kerbe im Verhältnis zm Durchmesser des gekerbten Werkstücks. r/d
Was passiert an den Pfeilen?
(Je größer … desto)
je größer r, desto geringer der Kerbeinfluss
je geringer der Unterschied zwischen D und d → desto geringer der Kerbeinfluss
Was steht in den Kästen?
Wie sieht die Spannungsverteilung bei diesem linear-elastisches Werkstoff?
Wie sieht die Spannungsverteilung bei diesem plastischem Werkstoff?
Welche Festigkeiten zählen alle zu den Dauerfestigkeiten? (6)
nicht ruhende Beanspruchung
Schwingbeanspruchung
Dauerschwingbeanspruchung
Dauerbeanspruchung
zyklische Beanspruchung
Ermüdung
Was ist hier zusehen? Wo für stehen die Abkürzungen?
Ein Lastspiel
Was ist das für ein Gerät?
SCHWINGPRÜFMASCHIENE ‐ RESONANZPRINZIP
Was für eine Art Bruch ist hier wo?
Wie wird die Bruchlastspielzahl ermittelt? Welche Phasen gibt es?
Stufen:
elastische Verformung
Ermüdungsanriss (infolge dauernder Beanspruchung)
Ausbreitung des Risses (Schwingungsstreifen; makroskopisch glatte Oberfläche; mikroskopisch paralleles Wellenmuster (Rastlinien bei unterschiedlichen Betriebsperioden))
Bruch in der verbleibenden Restfläche
Was steht hier an den Pfeilen? Was ist das?
BRUCHLASTSPIELZAHL
Welcher Bruch hat welches Verhalten inne?
Wie wird die Wöhlerkurve ermittelt?
An 6 bis 10 völlig gleichwertigen Proben werden gestaffelten
Schwingbeanspruchungen unterworfen und die zugehörigen
Bruchschwingzahlen/Bruchlastspielzahl N ermittelt.
Was ist welcher Bereich?
Wo von hängt die Dauerfestigkeit noch ab? (Eigenschaft wird nicht von der Wöhlerkurve erfasst)
PROBE IM DAUERSCHWINGVERSUCH:
Die Lastspielzahl ist auch abhängig von der mittleren Spannung
Wie wird die Wöhlerkurve in das Smith Diagramm übersetzt?
Mittelere Spannung bildet den Graphen
Smith-Schaubild: Wie sieht die zugehörige Welle zu 1 bis 4?
Was zeigt dieses Diagramm?
Smith-Schaubild
Ertragbare Spannungsamplitude bei gegebener Mittelspannung
Was sind Einflussparameter auf die Dauerfestigkeit : plastische Verformungsvermögen?
Ausmaß der Spannungsamplitude
Mittlere Spannung
Werkstoffstruktur, Inhomogenität
Beschaffenheit der Oberfläche (Kerben, z.B. Korrosionsnarben)
Umwelteinflüsse, z. B. Temperatur oder korrosive Medien
Plastische Verformungsfähigkeit wirkt sich ungünstig aus
rein elastischen Stoff → theoretisch keine Verringerung
der Festigkeit bei Schwingbeanspruchung
Was ist unter der Materialeigenschaft Verschleiß zuverstehen?
Verschleiß:
Masseverlust (Oberflächenabtrag) einer Stoffoberfläche durch:
schleifende Beanspruchung (Rutschen von Schüttgütern, Geschiebe in Gerinnen, Fußgänger auf Treppen)
rollende Beanspruchung (Reifen),
schlagende und kratzende Beanspruchung (Spikereifen, Schneeketten, Schneepflüge).
Was ist hier zu sehen?
Verschleißfestigkeitsversuch
Wie wird die Härte bestimmt?
Eindruckhärte nach Brinell, Rockwell oder Vickers (z.B. für Stahl) Kugel, Kegelspitze oder Pyramidenspitze mit einer Kraft F in die Oberfläche gedrückt wird.
Wie ist die Härte definiert?
Härte: Quotient aus der Kraft F und der Eindruckfläche
Zusehen sind hier unterschiedliche Indenterformen von Prüfabdrücken? Welches ist welche?
Knoop, Grodzinski, Berkovich und Vickers
Wie sieht die Härtemessung nach Brinell aus?
Welche zwei Brinellhärten gibt es? Abkürzung und Art des Prüfkörpers
Brinellhärte
HBW (Hartmetall)
HBS (Stahlkugel)
In was ist die Brinellhärt angegeben?
Kilopond pro mm²
Wo kommen Härteprüfungen zum Einsatz? Was ist zu beachten?
Rückschlüsse auf die Festigkeit und Streckgrenze
(Korrelation von Härte und Zugfestigkeit ggf. Streckgrenze für bestimmte Werkstoffgruppen)
Wenn von der Härte auf die Festigkeit oder Streckfestigkeit geschlossen wird ist dies immer anzugeben.
Was ist hier zu sehen und was sagt es aus?
Relation zwischen konventioneller Vickershärte (Prüfkraft 2 N) und der Streckspannung aus dem Zugversuch
Wie hart ist was?
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