Dehnung [%] ε S p a n n u n g [N /m m ²] σ

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Brucheinschnürung Z: Z = (S 0 – S)/S 0 S = (d² )/4 S 0 = 19,6 mm² S = 10,2 mm² Z = (19,6 mm² - 10,2 mm²)/ 19,6 mm² = 0,48 = 48% (ii) Beschreiben Sie die technische Bedeutung dieser Kennwerte Streckgrenze R p0,2 : Spannung, die im Werkstoff ein (technisch vernachlässigbare) plastische Verformung von 0,2% erzeugt. Die Streckgrenze kennzeichnet den Übergang vom rein elastischen in das elastisch - plastische Verformungsverhalten des Werkstoffs Im Gebrauch dürfen Produkte und Konstruktionen in der Regel nur rein elastisch verformt werden. Die Streckgrenze ist daher die Auslegungskenngröße zur Berechnung einer Konstruktion bei vorgegebener Belastungsfähigkeit. (Für das Umformen müssen dagegen Spannungen einwirken, die größer als die Streckgrenze sind) Zugfestigkeit R m : Maximal ertragbare Spannung eines Werkstoffes: bei Erreichen wird der Bruch eingeleitet. Die Zugfestigkeit bietet eine Sicherheitsreserve bei (unvorhergesehenem) Überschreiten der Streckgrenze E-Modul: Der E-Modul ist eine wichtige Kenngröße, die (neben der Gestalt) die Steifigkeit (Fähigkeit bei Krafteinwirkung nur gering zu verformen) bestimmt. Eine wichtige Bedeutung hat er bei Umformprozessen, denn jede plastische Verformung wird von einer elastischen begleitet. Bei Rücknahme der Umformkraft bildet sich also ein Teil der Verformung zurück. Dies muss bei der Auslegung des Umformprozesses berücksichtigt werden. Die Verformung während des Umformens muss also immer ein klein wenig größer gewählt als die gewünschte Formänderung. Bruchdehnung A und Brucheinschnürung Z: Die beiden Kenngrößen dienen der qualitativen Abschätzung des plastischen Verformungsvermögens z.B. bei der Planung von Umformvorgängen oder bei der Einschätzung des Risikos von spröden Brüchen im Anwendungsfall. Im Gegensatz zu den Festigkeitskennwerten können sie nicht zur exakten Vorausberechnung des Verhaltens eines Produktes verwendet werden, da sie bedingt durch das Phänomen der Einschnürung nicht gänzlich unabhängig von der Probengeometrie sind.
Übungen zum Spannungs-Dehnungs-Verhalten Aufgabe 2: Bei der Verpackung großer Haushaltsgeräte in Großkartons werden zur Sicherung Stahlbänder mit einem rechteckigen Querschnitt aus dem Stahl C10 mit einer Breite von 20 mm eingesetzt. Die maximale Zugkraft, die beim Verpacken der Güter auftreten kann, wird maschinell auf 600 N begrenzt. Die maximal zulässige Dehnung der Bänder beim Verpackungsvorgang wird von der Qualitätssicherung auf 0,6% festgelegt. 400 Spannungs- Dehnungs-Verhalten des Stahles C10 350 300 2 Spannung [N/mm ] 250 200 150 100 50 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 10 20 30 40 Dehnung [%] (i) Welche Mindestdicke müssen die Bänder haben? aus Diagramm: zulässige Maximalspannung zul = 300 N/mm² = F/S S = F/ S = 600N/(300 N/mm²) = 2,0 mm² S = b d d = S/b = 2,0 mm²/20 mm = 0,1 mm (ii) Versehentlich wurde die Zugkraftbegrenzung der Verpackungsmaschine ausgeschaltet. Plötzlich reißt das Band beim Verpackungsvorgang. Welche Zugkraft hat eingewirkt? aus Diagramm: R m = 380 N/mm² F Zug = R m S = 380 N/mm² 2,0 mm² = 760 N
Seite 1: Spannung [N/mm²] Übungen zum Spa
Seite 5 und 6: (ii) Welche Länge haben die Dräht
Seite 7 und 8: Aluminiumdraht: Al = 70 N/mm² F
Seite 9 und 10: St1: = 15N/0,049 mm² = 306 N/mm²

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