Spannung - an der Universität Duisburg
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Universität D U I S B URG ESSE N Spannung Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 1 Universität D U I S B URG ESSE N Verformungen Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 2 Universität D U I S B URG ESSE N Hooke‘sche Feder Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 3 Universität D U I S B URG ESSE N Elastische Verformung Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 4 IBPM Institut für Festigkeit - Stahl Universität D U I S B URG ESSE N Bauphysik und Materialwissenschaft Campus Essen IBPM σ Festigkeit Bruch Verfestigung Fließen elastisch ε IBPM ©2005 Prof. Setzer 5 Universität D U I S B URG ESSE N Schub Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 6 Universität D U I S B URG ESSE N Fließen – Viskosität Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 7 Universität D U I S B URG ESSE N Zeitabhängige Verformung Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 8 Universität D U I S B URG ESSE N ideal-plastisches Verhalten Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 9 Universität D U I S B URG ESSE N Verformung unter Last Campus Essen IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM • Elastizität: Die Eigenschaften eines Werkstoffes, nach einer Belastung auf seine Ausgangsform ohne zeitlichen Verzug zurückzukehren, d. h. die Verformungen sind reversibel. • Viskosität (Fließen): Die Eigenschaften eines Werkstoffes, auch nach der Entlastung die Verformung beizubehalten, die ihm durch eine äußere Kraft aufgezwungen wurde, das heißt die Verformungen sind bleibend-irreversibel. • Plastizität: Die Eigenschaften eines Werkstoffes, bei überschreiten einer Grenzspannung zu fließen. • Viskoelastizität: Die Eigenschaften eines Werkstoffes, mit Verzögerung auf Spannungen zu reagieren - reversibel. IBPM ©2005 Prof. Setzer 10 Universität D U I S B URG ESSE N Versagen unter Last Campus Essen IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM • Sprödigkeit: Ein Werkstoff wird als spröde bezeichnet, wenn bei einer Belastung der Bruch plötzlich eintritt und nicht durch große Verformungen unmittelbar vor dem Bruch angekündigt wird. Versagen durch Rissausbreitung. • Zähigkeit (Duktilität): Ein Werkstoff ist zäh (duktil), wenn vor dem Bruch große plastische Verformungen auftreten. Versagen durch Verformung und Abreißen. IBPM ©2005 Prof. Setzer 11 Universität D U I S B URG ESSE N Kriechen, Relaxation Campus Essen IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM • Kriechen: Anstieg der Verformung mit der Zeit bei konstanter Spannung • Relaxation: Abfall der Spannung mit der Zeit bei konstanter Länge • Kriechgrenze: Spannung, unterhalb der bei Dauerlast keine messbaren zeitabhängigen Verformungen eintreten. • Zeitstandfestigkeit: Maximale Spannung, die ein Werkstoff während eines festgelegten Zeitraums ohne Bruch ertragen kann. • Dauerstandfestigkeit: Maximale schwingende Belastung, die ein Werkstoff während eines unendlich langen Zeitraums ohne Bruch ertragen kann. IBPM ©2005 Prof. Setzer 12 Universität D U I S B URG ESSE N Dauerstandfestigkeit Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 13 Universität Verformung ohne äußere Spannung D U I S B URG ESSE N Campus Essen IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM • Schwinden: Poröse Körper verringern ihr Volumen bei Wasserentzug. • Quellen: Poröse Körper vergrößern ihr Volumen bei Wasseraufnahme • Thermische Verformung: ε thermisch = α ⋅ ∆T α ist der thermische Ausdehnungskoeffizient. [α] = 1/K IBPM ©2005 Prof. Setzer 14 Universität D U I S B URG ESSE N Thermische Verformungen Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 15 Universität D U I S B URG ESSE N Schwindverformungen am Beispiel Holz Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft IBPM Prof. Setzer 16 IBPM Institut für Festigkeit - Glas, Beton Universität D U I S B URG ESSE N Bauphysik und Materialwissenschaft Campus Essen IBPM σ Glas Festigkeit Beton Bruch ε IBPM ©2005 Prof. Setzer 17 IBPM Institut für Universität Bauphysik und Materialwissenschaft D U I S B URG ESSE N Campus Essen IBPM ©2005 IBPM Prof. Setzer 18 Universität Festigkeiten 1 D U I S B URG ESSE N IBPM Institut für Bauphysik und Materialwissenschaft Campus Essen IBPM Zug IBPM ©2005 Biegung Prof. Setzer Druck 19 Universität IBPM Institut für Festigkeiten 2 D U I S B URG ESSE N Bauphysik und Materialwissenschaft Campus Essen IBPM Abscheren IBPM ©2005 Torsion Prof. Setzer 20
