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Das nach Robert Hooke benannte hookesche Gesetz dient der Beschreibung des elastischen Verhaltens von Festkörpern. Hier verhält sich die elastische Verformung einer Werkstoffprobe proportional zur der auf sie einwirkenden Belastung. Mit dem hookeschen Gesetz wird also das linear-elastische Verhalten von Festkörpern beschrieben. Ein solches Verhalten ist beispielsweise für Metalle bei geringen Belastungen typisch, ebenso für andere harte und spröde Stoffe wie Silizium, Glas oder Keramik. Dabei stellt das hookesche Gesetz den linearen Sonderfall im Elastizitätsgesetz dar. In Zusammenhang mit Spannung und Verformung werden keine quadratischen und höheren Ordnungen berücksichtigt. Diese treten typischerweise bei duktilen (Metalle, deren Temperatur die Fließgrenze überschreitet), plastischen oder nicht-linear elastischen (Gummi) Verformungen auf. Das hookesche Gesetz. Der eindimensionale Fall im hookeschen Gesetz Bei einem prismatischer Körper mit einer Länge l 0 und Querschnittsfläche A gilt daher bei einer einachsigen Druck- oder Zugbelastung an der x-Achse entlang: Spannung in Abhängigkeit von der Dehnung σ x - Spannung in Belastungsrichtung E - Elastizitätsmodul ε x - Dehnung in Belastungsrichtung Die Proportionalitätskonstante E wird hierbei Elastizitätsmodul genannt, σ ist die vorliegende Spannung und ε die Dehnung (Verformung in Längsrichtung).
Übergangstemperatur [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Die Sprödigkeit der meisten Werkstoffe nimmt bei sinkender Temperatur zu. Die Übergangstemperatur ist diejenige, bei der die Elastizitätsgrenze die Bruchspannung übersteigt. Die Peierls-Spannung kann thermisch aktiviert überwunden werden, sodass die kritische Schubspannung mit zunehmender Temperatur abnimmt. [3] Dies ist in Metallen, insbesondere kubisch raumzentrierten und hexagonalen Kristallsystemen mit einem c/a Verhältnis zwischen 1, 63 und 1, 73, mit einer geringeren Anzahl an aktivierbaren Gleitebenen zu erklären. Elastische materialien im spannungs-dehnungs-diagramm | 2021. Diese Versprödung ist in kubisch flächenzentrierte Metalle oder austenitische Stähle weit weniger ausgeprägt. Typisch für Stähle sind Übergangstemperaturen von zwischen −60 und 40 °C. Übergangsdehnrate [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Die Geschwindigkeit, mit der ein Werkstoff umgeformt wird, trägt zu dessen Versprödung bei. [4] Die Dehnratensensitivität gibt an, wie stark die kritische Schubspannung von der Dehnrate abhängig ist.
Spannungs-Dehnungs-Kurven solcher Materialien nehmen monoton zu, bis eine Dehnungsgrenze erreicht ist, wobei die Spannung für den gleichen Dehnungszustand weiter zunimmt. Viskoelastizität Viskoelastizität ist die Natur von Materialien, die sowohl flüssigkeitsähnliches als auch feststoffähnliches Verhalten zeigen. Zum Beispiel: eine Polymerlösung oder eine kolloidale Suspension. Spannungs dehnungs diagramm keramik dari. Das flüssigkeitsähnliche Verhalten wird üblicherweise durch einen viskosen Dämpfer dargestellt, und das feststoffähnliche Verhalten wird durch eine lineare Feder dargestellt. Im Allgemeinen zeigen viskoelastische Materialien eine Hysterese, was bedeuten würde, dass die Lade- und Entladekurven unterschiedlichen Pfaden folgen. Auch die Art der Spannungs-Dehnungs-Kurve wird durch die Belastungsrate beeinflusst. Ähnlich wie bei der Elastizität zeigen Materialien, die kleinen Verformungen ausgesetzt sind, ein lineares viskoelastisches Verhalten, während diejenigen, die großen Verformungen ausgesetzt sind, ein nichtlineares viskoelastisches Verhalten zeigen.