Die Geschichte der Metallfedern und der Federntechnik in ...

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Verformungen wieder rückgängig zu machen. Es stellt sich ein Gleichgewicht
zwischen äußerer Belastung und den inneren Werkstoffreaktionen
ein. Der dabei vom Werkstoff dem Einwirken der äußeren Belastungen
entgegengebrachte Widerstand gegen das Verschieben oder Trennen seiner
Elementarteilchen wird als Festigkeit bezeichnet.
Elastisches Verhalten der Werkstoffe liegt vor, wenn sich nach der Belastung
keine bleibenden Verformungen einstellen, also das Material nach
seiner Entlastung wieder vollständig in seinen Ausgangszustand zurückkehrt.
Bei diesem Belastungsvorgang wird keine Energie dissipiert. Es liegt
ein reversibles Werkstoffverhalten vor. Belastungs- und Entlastungskurve
im Spannungs-Dehnungs-Diagramm (Bild 5.1) sind identisch. Der Spannungs-Dehnungs-Zusammenhang
kann linear oder nichtlinear sein.
a) b)
Bild 5.1: Elastisches Werkstoffverhalten. a) linear; b) nichtlinear
Für den Einsatz als Federn waren besonders solche Werkstoffe gefragt,
deren elastisches Formänderungsvermögen gut ausgeprägt war. Insbesondere
war ein solches Werkstoffverhalten gewünscht, das sich durch einen
großen Bereich auszeichnet, bei dem zwischen den Spannungen und den
Verformungen ein linearer Zusammenhang bestand. Dieser lässt sich durch
einen Proportionalitätsfaktor ausdrücken, der das Verhältnis von Spannung
zu Verformung beschreibt und bei Ausbildung von Normalspannungen als
Elastizitätsmodul sowie bei Ausbildung von Schubspannungen als Schuboder
Gleitmodul bezeichnet wird. Es sind also für Federn Werkstoffe gefragt,
bei denen
= E· bzw. = G· (5.1)
in einem möglichst großen Bereich der Beanspruchung gilt.