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Aus der Betrachtung der Deformationsmechanismen wird deutlich, dass die mikroskopischen Prozesse, die zur plastischen Deformation führen, bereits weit unterhalb der Fließgrenze einsetzen. Häufig lassen sie sich schon bei einer Beanspruchung im linear-viskoelastischen Bereich nachweisen, so dass Zusammenhänge zwischen Relaxationszeitspektrum und plastischem Verhalten hergestellt werden können [11]. Im Ergebnis der plastischen Deformation findet eine Orientierung der Makromoleküle statt. Spannungs-Dehnungslinien, Spannungs-Dehnungs-Diagramm. Die damit verbundenen Eigenschaftsänderungen sind Ziel zahlreicher Verarbeitungsprozesse. Durch die molekulare Orientierung werden entropieelastische Rückstellkräfte (siehe Entropieelastizität) hervorgerufen, die der plastischen Deformation entgegenwirken und Ursache für die bei großen Verformungen zu beobachtenden Verfestigungsprozesse sind. Bei weiterer Steigerung der Beanspruchung kommt es zum lokalen Bruch überlasteter Polymerketten, der dem makroskopischen Versagen oder Bruch des Materials vorausgeht.
Elastizitätsmodul E (Abkürzung E-Modul) Der Elastizitätsmodul E ist ein Materialkennwert, der den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers bei linear elastischem Verhalten beschreibt. Er definiert das Verhältnis des Spannungsanstiegs und der dabei zunehmenden Dehnung bei unbeeinflusster Querschnittsverformung des Prüfkörpers. Der Elastizitätsmodul wird mit E-Modul oder als Formelzeichen mit "E" abgekürzt und hat die Einheit einer mechanischen Spannung. Die Notwendigkeit von Spannungs-Dehnungs-Diagrammen ⋆ Die Ratgeber Lounge. Man unterscheidet das Kurzzeit-E-Modul, bestimmt im Zugversuch (nach DIN EN ISO 527-Teil 1) sowie das Langzeit E-Modul bzw. Kriechmodul, bestimmt im Biegeversuch (nach DIN EN ISO 178) und Zugversuch (siehe Bild 1). Bild 1: Übersicht der mechanischen Prüfverfahren zur Bestimmung des E-Moduls Quelle: DIN Berlin Seine experimentelle Ermittlung erfolgt unter einachsiger Belastung, wobei die Probekörper sowohl reiner Zug- als auch Biegezugbeanspruchung ausgesetzt sein können. Der E-Modul wird werkstoffspezifisch in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm (siehe Bild 2) dargestellt.
[1] Zur Beschreibung dieser Materialien sollte ein greensches Materialmodell verwendet werden. In ihm werden die Spannungen berechnet über die Dichte der Formänderungsenergie als Funktion der Dehnungen. [2] Bekannte Ansätze für die Energiedichte sind die Mooney-Rivlin -, Neo-Hookeschen, Yeoh- oder Ogden -Modelle. Für gummielastische Materialien wurde diese Vorgehensweise durch die Thermodynamik der Entropieelastizität hergeleitet. [3] Thermodynamisch gesehen beruht die Gummielastizität im Wesentlichen auf einer Abnahme der Entropie S in der allgemeinen Formel für die Änderung der Freien Energie bei gegebener Dehnung. Dagegen beruht die Elastizität der Hartstoffe (z. B. Metalle) auf der Zunahme der Inneren Energie U. Siehe auch [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Cauchy-Elastizität Hyperelastizität Einzelnachweise [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] ↑ R. Spannungs dehnungs diagramm gummi bear. Johannknecht: The Physical Testing and Modelling of hyperelastic Materials for Finite Element Analysis. (= Fortschrittsberichte VDI, Reihe 20.
Aufgabe Dehnung eines Gummibandes Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Diagramm zur Aufgabenstellung Bei der Dehnung eines Gummibandes ergab sich das nebenstehende \(F\)-\(s\)-Diagramm. a) Entnimm dem Diagramm, mit welcher Kraft man das Gummiband ziehen muss, damit es um \(28\rm{cm}\) gedehnt wird. b) Erläutere, warum das Gummiband nicht immer dem HOOKE'schen Gesetz genügt. c) Erläutere, in welchem Kraftbereich etwa ein linearer Zusammenhang zwischen \(F\) und \(s\) besteht. Bestimme für diesen Bereich die "Gummihärte". d) Zwei Gummibänder der gleichen Sorte wie das bisher betrachtete Band werden zuerst parallel, danach hintereinander aufgehängt und mit einer Kraft von \(3{, }0\, \rm{N}\) gedehnt. Dehnungsmessung an Aluminium - Fiedler Optoelektronik GmbH. Gib an, um wie viel sich dabei jeweils die Kombination aus den beiden Gummibändern verlängert und begründe deine Antwort. Lösung einblenden Lösung verstecken Um das Gummiband auf eine Länge von \(28\, \rm{cm}\) zu dehnen benötigt man ungefähr eine Kraft vom Betrag \(2{, }3\, \rm{N}\).
Die Höhe der für das Einsetzen plastischer Fließprozesse erforderlichen Fließspannung ist abhängig vom Spannungszustand sowie von der Temperatur und der Beansprunchungsgeschwindigkeit. Der Einfluss des Spannungszustandes kann im Allgemeinen durch die aus der klassischen Mechanik bekannten Fließspannungshypothesen beschrieben werden [3]. Hinsichtlich der bei der plastischen Deformation ablaufenden Deformationsmechanismen weisen amorphe und teilkristalline Kunststoffe jedoch signifikante Unterschiede auf. Bei amorphen Kunststoffen findet die plastische Deformation im Glaszustand statt. Spannungs dehnungs diagramm gummi factory. Hier bewirken lokale molekulare Bewegungsprozesse unter der Einwirkung der Spannung die Bildung plastizierter Mikrodomänen, deren Wachstum und Vereinigung makroskopisch zur plastischen Deformation in Form von Scherbändern oder Crazes führen [4, 5]. Bei teilkristallinen Kunststoffen findet die plastische Deformation i. Allg. oberhalb der Glastemperatur in den amorphen Bereichen statt. Hier stellen kristallographische Gleitprozesse den entscheidenden Deformationsschritt dar [6‒8] in dessen Ergebnis die lamellare Ausgangsstruktur in eine Fibrillenstruktur überführt wird [9, 10].