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Baustoffkunde 5.
Zeitdehngrenze RP
Zeitdehngrenze RP
= Anfangsspannung σ0, die bei einer festgelegten Prüftemperatur T nach einer Beanspruchungsdauer tpx unter konstanter Zugbeanspruchung zu einer vorgegebenen plastischen Dehnung führt
Bezeichnungsbeispiel
RP0,02/1000/350 = … N/mm²
RP = Zeitdehngrenze
0,2 = 0,2% plastische Dehnung
1000 = Beanspruchungsdauer in h
350 = Prüftemperatur 350 °C
Baustoffkunde 5.
wie wird die bei der üblichen Darstellung des δ-ε-Diagramms die auf den Ausgangsquerschnitt S0 bezogene Spannung berechnet?
Was bedeuten:
δN
δeff
δ = F / S0
Spannung = Kraft / Ausgangsquerschnitt
δN = Normalspannung (δN = F / S0)
δeff = wahre Spannung, bezogen auf den tatsächlich vorhandenen Querschnitt
Baustoffkunde 5.
Wie wird die Bruchdehnung A berechnet?
Wovon ist diese stark abhängig und warum?
wie wirkt sich dies aus? <>
aus bleibender Verformung nach dem Bruch
A = (LU - L0) / L0
LU = Messlänge nach Bruch
L0 = Anfangsmesslänge
Wert der Bruchdehnung hängt stark von L0 ab (wegen örtlicher Einschnürung)
kleinerer Anfangsmesslänge: großer relativer Einfluss der Einschnürung
Baustoffkunde 5.
Was ist die technische Elastizitätsgrenze Rp
Die „wahre“ Proportionalitätsgrenze (δ-ε-Diagramm) messtechnisch kaum bestimmbar
z.B. Rp0,01,
D.h. die Spannung, bei der nach Entlastung eine bleibende Verformung von 0,01% besteht
Baustoffkunde 5.
Welche Streckgrenze wird für kaltverformter Stahl und naturharter Stahl verwendet?
δ-ε-Linie eines Stahls ohne ausgeprägter Streckgrenze
(z.B. durch kaltverformter Stahl)
RP0,2 = die Spannung, bei der nach Entlastung eine Dehnung von 0,2% zurückbleibt
Naturharter Stahl: RP0,01 und ReH liegen dicht zusammen
(ReH = obere Streckgrenze)
Baustoffkunde 5.
Welche Bruchformen gibt es?
auf was für Materialeigenschaften lassen diese schließen?
Trennbruch (durch durchmesser) - Spröde
Scherbruch (45grad)
Einschnürbruch
Teller-Tassenbruch - zäh
Baustoffkunde 5.
Was ist Bruchbegünstigend?
- tiefe Temperaturen
- Mehrachsige Spannungszustände (Kerben, Bohrungen)
- Ungleichmäßiges Gefüge (z.B. nicht sachgemäße Wärmebehandlung,
Schweißnähte,…)
- Geringers Verformungsvermögen hochfester Werkstoffe
Baustoffkunde 5.
Erkläre das Prüfverfahren nach Brinell.
Wie wird die Brinellhärte berechnet?
Prinzip: gehärtete Kugel (Stahl oder Hartmetall) mit Ø D wird mit
bestimmter Prüfkraft F in Probe gedrückt
—> Oberfläche des bleibenden Eindrucks ermitteln (aus Messung des
Durchmessers)
—> Brinellhärte ausrechnen aus
HBS = Konstante* x (Prüfkraft / Oberfläche des Eindrucks)
HBS = 0,102 x ((2 x F) / π x D (D - √D² - d²))
Baustoffkunde 5.
Erläutere das Bezeichnungsbeispiel 350 HBS 5/750
Wie wird der Zusammenhang zwischen Brinellstärke und Zugfestigkeit von Stahl bestimmt?
* eingeführt nach Umstellung des Einheitssystems von Kp auf N
Bezeichnungsbeispiel 350 HBS 5/750
350 = Brinellhärte
S = Stahlkugel
5 = D in mm
750 = Prüfkraft 7,355 kN —> 7,355 kN / 9,81 = 750N
Aus statistischer Untersuchungen ungefähren Zusammenhang zwischen Brinellstärke und Zugfestigkeit von Stahl bestimmen: Rm = 3,5 (± 0,1) x HBS
Für Beanspruchungsgrad 30
Beanspruchungsgrad = 0,102 x F / D²
Baustoffkunde 5.
Wie wird das Verformungsvermögen mach Din EN ISO 7438 im Biegversuch geprüft?
Was ist das Ziel?
Prinzip: Flach- oder Rundstab durch 2 Rollen biegen
a) Messen des Winkels bei 1. Riss
b) vorgegebenen Winkel biegen
Anschließend feststellen: Riss? ja/nein
Ziel: ausreichende Verformbarkeit zur Vermeidung unangekündigter Brüche
Bsp. Baustähle: Biegewinkel 180° Dorn Ø 2d
Betonstähle : Biegewinkel 90°
(Rückbiegeversuch) altern (30 min bei 250 °C)
abkühlen
Rückbiegen Forderung: kein Bruch, keine Anrisse
Baustoffkunde 5.
Zeitstandfestigkeit RU
= Anfangsspannung σ0, die bei festgelegter Prüftemperatur T nach bestimmter Beanspruchungsdauer tU unter konstanter Zugkraft zum Bruch führt
Bezeichnungsbeispiel:
RU100000/550 = … N/mm²
RU = Zeitstandfestigkeit
100.000 = Beanspruchungsdauer in h
550 = 550 °C Prüftemperatur
„100.000 - Stunden Zeitstandfestigkeit bei 550 °C“
„Die Spannung, die bei 550 °C nach 100.000 Stunden Belastungsdauer zum Bruch führt“
Baustoffkunde 5.
Wovon ist die mindestlänge ( L0 = Anfangsmesslänge) im Zugversuch abhängig?
Gib die genaue Formel an.
vom Ausgangsquerschnitt S0
L 0 = k x √S0
Festlegung für k: k = 5,65
Falls L0 zu klein, anderer Faktor k erlaubt, z.B. k = 11,3
bei kreisförmigem Querschnitt mit Probendurchmesser d:
L 0 = k x √((π x d²) / 4)
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