Materialkennwerte: Kennlinie, Verformung, Spannung und mehr

Einheit III

1. Bestimmung der Kennlinie

Sie stellt die funktionalen Zusammenhänge zwischen den Parametern dar, die eine Belastung charakterisieren. Diese Kurven zeigen, wie sich ein bestimmtes Bauteil unter Strom für eine gegebene Zeit verhält. Eine Kurve wird aktuell durch ein Band dargestellt, das von einem Minimal- und einem Maximalwert der Zeit erstellt wird.

2. Seitliche Verformung oder Verengung

Es ist eine Skala, die misst, wie sich die Breite eines Materials oder Raums reduziert.

3. Spannung

Ist die interne Beanspruchung der Materialien, wenn Belastungen wirken. Gewöhnlich als Ausdruck der Intensität der Kraft, d.h. Kraft pro Flächeneinheit. Das Konzept der Spannung ist künstlich und kann daher nicht experimentell gemessen werden, aber es gibt viele experimentelle Techniken, die verwendet werden, um Verformungen zu messen. Wenn Sie also das Verhältnis zwischen Spannung und Dehnung kennen, ist es möglich, den Spannungszustand an einem Punkt zu berechnen, nachdem der Zustand der Verformung gemessen wurde. Die Beziehung zwischen Spannung und Dehnung, genannt Elastizitätsmodul, wird durch die Struktur des molekularen Materials bestimmt. Der Abstand zwischen den Molekülen eines Materials unter Spannung hängt von einem Gleichgewicht zwischen den molekularen Kräften der Anziehung und Abstoßung ab.

5. Streckgrenze

Sie ist auch bekannt als Elastizitätsgrenze und ist die Spannung, die ein Material maximal elastisch aushalten kann, ohne bleibende Verformung. Wenn die angelegten Spannungen höher als diese Grenze sind, durchläuft das Material eine bleibende Verformung und kehrt nicht in seine ursprüngliche Form zurück, wenn die Lasten entfernt werden. Im Allgemeinen wird ein Material, das Spannungen unterhalb seiner Streckgrenze ausgesetzt ist, vorübergehend nach dem Hookeschen Gesetz verformt. Materialien, die Spannungen ausgesetzt sind, die größer als ihre Elastizitätsgrenze sind, zeigen ein plastisches Verhalten. Wenn die Spannungen weiter erhöht werden, erreicht das Material seine Sollbruchstelle. Die Elastizitätsgrenze markiert somit den elastischen Bereich im Wirkungsbereich. Formal bedeutet dies, dass in einem Zustand der einachsigen Spannung die Fließspannung ab dem Punkt erlaubt ist, an dem sie in die Fließfläche des Materials eintritt.

6. Elastisch-plastische Kurve

Wird durch Biegung der Längsachse eines Balkens erzeugt, die xy ist, durch die Anwendung von Querkräften auf den Balken. Die elastische Gleichung ist die Differentialgleichung für einen geraden Achskörper. Sie können die konkrete Form der elastischen Kurve finden. Insbesondere ist die elastische Gleichung die Gleichung für das Verschiebungsfeld, das die Balkenachse von ihrer ursprünglichen, gekrümmten oder gebogenen endgültigen Form erfährt.

7. Grenze oder Streckgrenze

Ist höher als die Fließspannung, wo bleibende Verformung auftritt, ohne Erhöhung der angelegten Spannung. Ist sichtbar in duktilen Werkstoffen, aber nicht in spröden und harten. Wir suchen den Punkt bei 0,2% in der Grafik oder eine Parallele zu der Linie, wo die Kurve die Fließgrenze festlegt.

8. Young-Modul oder Elastizitätsmodul (Modul)

Ist ein Parameter, der das Verhalten des elastischen Materials charakterisiert, je nach der Richtung, in die die Kraft aufgebracht wird. Für ein linear-elastisches und isotropes Material hat der E-Modul den gleichen Wert für Zug und für Kompression, wobei eine Konstante unabhängig von der Spannung ist, die einen Maximalwert, die Streckgrenze, nicht überschreitet und immer größer als Null ist: Wenn Sie eine Stange ziehen, nimmt die Länge nicht ab. Dieses Verhalten wurde von dem englischen Wissenschaftler Thomas Young beobachtet und studiert. Sowohl der Elastizitätsmodul als auch die Streckgrenze sind für die verschiedenen Materialien unterschiedlich. Der Elastizitätsmodul ist eine Federkonstante, die wie die Elastizitätsgrenze empirisch durch einen Zugversuch des Materials ermittelt werden kann. Neben diesem Modul kann für ein Längsmaterial ein Schubmodul definiert werden.

9. Dehnung gestaucht oder gedehnt (axiale Belastung)

Ist eine Größe, die den Anstieg der Länge des Materials misst, wenn es einer Zugkraft ausgesetzt wird, bevor es bricht. Die Dehnung wird in Prozent (%) der Länge im Vergleich zum Original ausgedrückt. Dieser Begriff ist auch als Dehnung bekannt. In einem elastischen Material kehrt es, wenn die Erweiterung die Elastizitätsgrenze des Materials nicht überschreitet, in seine ursprüngliche Länge zurück, wenn die Zugspannung aufhört, aber wenn es die elastische überschreitet, kehrt es nicht in seine ursprüngliche Länge zurück.