In diesem Skript geht es um die Bedeutung des Spannungs-Dehnungs-Diagramms in der Werkstoffkunde und Mechanik. Das Spannungs-Dehnungs-Diagramm ist im Prinzip das Ergebnis aus einem sogenannten Zugversuch. Daher soll zunächst der Zugversuch näher erläutert werden, um das Spannungs-Dehnungs-Diagramm besser verstehen und lesen zu können. Was ist der Zugversuch? Zu den wichtigsten Versuchen, welche Aufschluss über die Verwendbarkeit eines Feststoffes Auskunft geben können, gehört der Zugversuch. Wie sehr ein fester Werkstoff unter stabilen, verformenden und trennenden Anforderungen verarbeitbar ist, wird mit diesem Versuch ermittelt. Mit Hilfe eines Zugversuchs kann zudem das Spannungs-Dehnungs-Diagramm für den jeweils untersuchten Werkstoff spezifisch erstellt werden. Dehnungsmessung Kupfer - Fiedler Optoelektronik GmbH. Funktionsweise des Zugversuchs Wie bei jedem Versuch unter Laborbedingungen, ist auch beim Zugversuch eine Reihe von definierten Größen notwendig, um aussagekräftige Werte ermitteln zu können. Für den Zugversuch wird im ersten Schritt ein Probestab hergestellt.
Die Fließgrenze hängt von allen möglichen Parametern ab: Wie in der Graphik gezeigt von der Verformungsgeschwindigkeit, aber auch von der Temperatur und insbesondere von Feinheiten des Gefüges. Der gezeigte "Peak" kann mehr oder weniger ausgeprägt gefunden werden; er ist stark von der Vorgeschichte des Materials bedingt. Das Maximum der Kurve gibt die ultimative Spannung an, die das Material "aushält". Es heißt R M = maximale Zugfestkeit (" ultimate tensile strength "). Sobald R M erreicht wird, kann man die Spannung wieder etwas zurücknehmen und trotzdem größere Dehnungen erreichen. Hält man die Spannung allerdings auf R M, wird die Probe sich jetzt immer weiter verformen bis zum Bruch. Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Die Fläche unter der Spannungs - Dehnungskurve ist groß; wir haben eine große Zähigkeit. Während das Verhalten im elastischen Bereich nach wie vor direkt durch die Bindungspotentiale gegeben ist (es werden nach wie vor nur Bindungen "langgezogen"), gilt das nicht für das Verhalten im plastischen Bereich (und den Bruch).
Für die Konstruktion ist nur interessant, welche Spannungen, also welche Kraft pro Flächeneinheit, ein Werkstoff aufnehmen kann. Für die Herstellung des Spannungs- Dehnungs-Diagramms ist deshalb der exakte Querschnitt der Zugprobe wichtig. Das Spannungs-Dehnungs-Diagramm hat eine recht typisch verlaufende Kurve. Zunächst linear ansteigend - diesen Bereich nennt man die " Hooksche Gerade " - geht die Kurve danach in eine Wellenbewegung über (gilt nicht für alle Werkstoff). Diese Wellenbewegung ist die Fließzone, in welcher der Werkstoff über seinen elastischen Bereich hinaus beansprucht wird. Anschließend steigt die Spannung stark an, fällt aber ebenso stark wieder ab. Schließlich geht das Diagramm in eine Gerade über, wenn die Probe gerissen ist. Spannung & Dehnung - Zugspannung, Zugdehnung, elastische Dehnungsenergie, Bruchspannung, plastisch, spröde | IWOFR. Kennwerte aus dem Zugversuch und dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm Am Spannungs-Dehnungs-Diagramm kann man nun folgende Werte ablesen: Die Streckgrenze R e: Dieser Bereich ist vor allem für statische Konstruktionen interessant. Reduziert durch einen Sicherheitsfaktor, gibt R e darüber Aufschluss, wie stark ein Bauteil belastet werden kann, bevor es beginnt sich plastisch zu verformen.
Bis zu Streckgrenze hin ist die Dehnung bzw. die Verformung des Werkstücks elastisch und somit reversibel. Dabei kann ferner unterschieden werden in: a) obere Streckgrenze R eL und b) untere Streckgrenze R eH. Die Zugfestigkeit R m gibt an, welche Spannung auf den Werkstoff aufgebracht werden muss, bis er getrennt werden kann. Dieser Wert ist in der Produktion sehr wichtig, wenn beispielsweise Stanzen und zu stanzenden Werkstücke aufeinander abgestimmt werden sollen. Kupfer spannungs dehnungs diagramm in 2019. Zwischen Streckgrenze und Zugfestigkeit liegt der verformbare Bereich. Dieser gibt an, welche Spannung aufgebracht werden muss, um Werkstücke aus diesem Werkstoff umzuformen. Dies ist beispielsweise bei der Auslegung von Pressen interessant. Weitere Kennwerte sind die Bruchdehnung A und das Elastizitätsmodul E.
Mess-Serie Zugversuch Aluminium Stahl VA-Stahl Kupfer Messing Spannungs-Dehnungs-Diagramm mit Kennwerten Das ortsaufgelöste Spannungs-Dehnungs-Diagramm zeigt den unterschiedlichen Kurvenverlauf in den einzelnen Zonen. In der Darstellung bis 10% ist zu sehen, wie in den Zonen außerhalb des Bruches die Dehnung während der Einschnürung um den elastischen Anteil abnimmt. Probe nach Zugversuch
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