Festigkeit und Verformung

1. innere Beanspruchungen im Bauteilquerschnitt ('“mechanische Spannungen”)

   • Diese Beanspruchungen berücksichtigen Größe d. belasteten Querschnitts

1. Verformungen

   • Bsp.: Zugbelastung

• einfacher Zug/Druck

• reiner Schub

• biaxialer Zug

• hydrostatischer Druck

• Schubspannungen in Randflächen

  t=F/Ao in MPa, N/mm^2

• Verzerrung infolge v. Schubbelastung

  Y=dL/Lo in %

• t=G*gamma

  • G=Schubmodul:”Widerstand gegen elastische Verzerrung”

• Verlängerung: dL=L’-Lo (mm)

• Längsdehnung: El=dL/Lo (%)

• Querdehnung: Eq= do-d’/do = dd/do (%)

• Querkontraktionszahl: müh= Eq/El

Sigma=E*epsylon

—> Zugspannung = E-Modul*Längsdehnung

—> E-Modul: Widerstand gegen elastische Verformung (N/mm^2)

• ausgeprägte Streckgrenze

• Dehngrenze

Festigkeit ist der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff einer plast. Verformung (Re) bzw. Bruch (Rm) entgegengesetzt

ist die Fähigkeit eines Bauteils, Belastungen im linear-elastisch. Bereich entgegenzuwirken, ohne zu brechen

ist die Eigenschaft eines Werkstoffs, sich unter Belastung plastisch zu verformen, bevor er versagt

Der Widerstand gegen Rissbildung

Bruchverhalten abhängig von Kristallstruktur UND Berücksichtigung der Übergangstemperatur notwendig !

• Spaltbruch (Sprödbruch)

  verformungsarmer Bruch (Vergütungsstahl)

• Duktilbruch

  typische Wabenstruktur (Baustahl)

• Mischbruch

  Charakteristiken beider Bruchformen

wie gut ein Werkstoff einen Schlag oder Stoß ertragen kann, ohne zu brechen

Einfluss auf Kerbschlagzähigkeit der:

• Bauteilform

• Temperatur (Temperaturabhängige Duktilität)

• Beanspruchungsgeschwindigkeit auf das Festigkeits- und Dehnungsverhalten

Ist der Widerstand einer Bauteiloberfläche gegen das Eindringen eines Prüfkörpers

• Metalle (z.B. Aluminium): hohe Festigkeit, gute elektrische Fähigkeit

• Polymere (z.B. Polyethylen PET): geringe Dichte, geringe Festigkeit

• Nichtmetallisch anorganische Werkstoffe (z.B. Glas): geringe Duktilität, hoher elektrischer Isolationswiderstand