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Torsionsbeanspruchung - Inhomogenitäten bei der Verformung von Stahl, Kupfer und Aluminiumlegierungen

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Die Torsion der zylindrischen Stahlprobe beginnt jetzt. Die Länge des sichtbaren Teils der Meßstrecke beträgt 40 mm. Die Probe wird an ihrem rechten Ende mit konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit verdreht. Die linke Probeneinspannung ist gegen Verdrehen gesichert, aber achsial verschiebbar, um Längenänderungen der Proben zu ermöglichen. Alle Versuche wurden mit 24 B/s aufgenommen. Die augenblickliche Verformungsgeschwindigkeit beträgt 1,1 %/s. Aus den vier um 90 Grad versetzten Linien auf der Probenoberfläche wurden während der Torsion Wendeln. Je geringer der Abstand der Wendellinien, desto größer ist der Verformungsgrad. Bei homogener Verformung ist der Abstand zweier Linien an jeder Probenstelle gleich groß. Links neben der Bildmitte rücken die Linien jetzt schneller als in anderen Bereichen zusammen, der Verformungsvorgang wird inhomogen. Hier (im Bereich maximaler Verformung) kommt es auch zum Bruch der Probe.
Die Verformungsgeschwindigkeit wird um den Faktor neun auf 10 %/s gesteigert. Homogene Verformung. Beginn der inhomogenen Verformung. Der stärker verformte Bereich wächst nach links und rechts über den sichtbaren Probenteil hinaus.
Jede Probe kann nur einen bestimmten Verformungsgrad ertragen. Die Versuchsdauer nimmt also mit steigender Verformungsgeschwindigkeit ab. Verformungsgeschwindigkeit 30 %/s. Bei diesem Werkstoff kommt es nach der ersten Verformungsinhomogenität zu weiteren Verformungsschüben im gleichen Probenbereich. Verformungsgeschwindigkeit 30 %/s. Links maximal 900 % verformt. Rechts nur etwa 60 %. Diese Kupferprobe soll mit 10 %/s verformt werden. Die Verformung wird schon nach einer Sekunde am linken Bildfeldrand inhomogen werden. Die Unterschiede im Verformungsgrad gleichen sich hier im Laufe des Versuches aus.
Der mittlere Verformungsgrad beträgt jetzt 700 %.
Im Bereich der Bruchstelle ist die Verformung geringfügig stärker als am rechten Bildfeldrand.
Anfangs stärkere Verformung am rechten Bildfeldrand. Die Verformungsgeschwindigkeit ist 30 %/s. Nach einer Versuchsdauer von 24 s (bis zum Bruch) beträgt der mittlere Verformungsgrad etwa 720 %.
Diesmal ist der Verformungsgrad im Bereich der Bruchstelle merklich höher.
Bei einer Verformungsgeschwindigkeit von 90 %/s wird die Versuchszeit stark verkürzt. Bei dieser sehr hohen Verformungsgeschwindigkeit konzentrierte sich die Verformung noch stärker auf den Bereich der Bruchzone.
Verformungsgeschwindigkeit 30 %/s. Nach einer Sekunde Homogenverformung wird es zu einem "Aufwickeln" kommen.
Auch hier: etwas stärkere Verformung in der Bruchzone.
Der gleiche Werkstoff bei 90 %/s.
Verformungsgrad an der Bruchstelle 400 % - links 50 %. Durch eine thermische Nachbehandlung wird das vorher gezeigte "Aufwickeln" unterdrückt. Es kommt zu scheinbar homogener Verformung. Bei genauerer Beobachtung erkennt man eine andere Art von Inhomogenität: "Ruckweises Verformen". Verformungsgeschwindigkeit 10 %/s. Diese Aluminium-Magnesium-Legierung zeigt von Beginn an ruckweises Verformen. Vorübergehend findet man zusätzlich noch Aufwickeleffekte.
Der Werkstoff ist überall ungefähr gleichstark verformt.
Auf 30 %/s gesteigerte Verformungsgeschwindigkeit. Ruckweises Verformen. Aufwickeln. Ruckweises Verformen. Verformungsgeschwindigkeit 10 %/s. Auch bei der Aluminium-Kupfer-Legierung tritt zunächst ruckweises Verformen auf, anschließend: Aufwickeln von links. Jetzt wieder vorwiegend ruckweises Verformen.
Die Probe ist überall annähernd gleichstark verformt.
Verformungsgeschwindigkeit 30 %/s. Ruckweises Verformen. Zusätzlich: Aufwickeln von links. Nur noch ruckweises Verformen bis zum Bruch. Etwas stärkere Verformung im Bereich der Bruchzone.
Torsion
Flugzeugtechnik
Bruch
Proof <Graphische Technik>
Deformation
Flugzeugtechnik
Deformation
Deformation
Werkstoff
Rotor <Maschine>
Bruch
Deformation
Deformation
Deformation
Nachbehandlung
Deformation
Werkstoff
Computeranimation
Deformation
Werkstoff
Werkstoffkunde
Bruch
Deformation
Computeranimation
Eisenbahnwagen

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Torsionsbeanspruchung - Inhomogenitäten bei der Verformung von Stahl, Kupfer und Aluminiumlegierungen
Alternativer Titel Torsional Stress - Inhomogeneous Deformation (Steel, Copper and Aluminium Alloys)
Autor Witzel, Wilfried
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung - keine Bearbeitung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt in unveränderter Form zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.3203/IWF/E-2440
IWF-Signatur E 2440
Herausgeber IWF (Göttingen)
Erscheinungsjahr 1978
Sprache Deutsch
Produzent IWF (Göttingen)
Produktionsjahr 1975

Technische Metadaten

IWF-Filmdaten Film, 16 mm, LT, 119 m ; SW, 11 min

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Technik
Abstract Demonstration verschiedener Arten inhomogener Torsionsverformung infolge von: lokaler Erwärmung, Orientierungsänderungen der Kristallite, dynamischer Reckalterung. Zusätzlich: homogene Verformung, Aufwickeln, ruckweise Verformung, Torsionsbruch.
Schlagwörter Verformung / Torsionsverformung
Torsion
Stahl / Torsionsbeanspruchung
Kupfer / Torsionsbeanspruchung
Leichtmetall / Torsion
Aluminiumlegierung / Torsionsbeanspruchung

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