3. Physikalische und mechanische Werkstoffeigenschaften

Question 1

Was ist Viskosität?

Answer 1

-Innerer Widerstand gegen eine während des Fließens stetig wirkende Kraft
-Ein Maß für die Zähigkeit

Question 2

Erläutere das Zwei-Platten-Modell.

Answer 2

S. 47-48

Question 3

Trage die Schubspannung in Abhängigkeit der Schergeschwindigkeit auf. Erläutere alle möglichen Kurvenverläufe.

Answer 3

S. 49

Newtonsch: Viskosität konstant
Bingham: bei Kunststoffschmelzen (vorzugsweise hoch gefüllten Elastomeren) besteht Fließgrenze (unter Mindestschubspannung verhält sich Schmelze wie ein Festkörper)

Question 4

Wovon ist die Viskosität abhängig?

Answer 4

Temperatur:
-molekulare Beweglichkeit nimmt zu

Druck:
-molekulare Beweglichkeit nimmt ab

Molmasse:
-Zunahme der Viskosität

Question 5

Trage das spezifische Volumen von amorphen Thermoplasten in Abhängigkeit der Temperatur auf. Zeichne die Isobaren ein.

Answer 5

S. 50

Question 6

Trage das spezifische Volumen von teilkristallinen Thermoplasten in Abhängigkeit der Temperatur auf. Zeichne die Isobaren ein. Wieso zeigt sich unterhalb der Kristallisationstemepratur ein gekrümmter Verlauf auf?

Answer 6

S. 51

Das spezifische Volumen verringert sich stark aufgrund von Kristallisation

Question 7

Wie lässt sich der der Wärmeausdehnungskoeffizient von Compounds berechnen?

Answer 7

S. 52

Question 8

Unterscheide amorphe und teilkristalline Thermoplaste hinsichtlich ihrer Wärmeleitfähigkeit.

Answer 8

S. 52

-teilkristalline Thermoplaste weisen eine hohe Temperaturabhängigkeit auf wegen der geringen Molekülabstände und der größeren Dichte im Festzustand

Question 9

Was ist die Wärmekapazität?

Answer 9

-Maß für das Wärmespeichervermögen eines Werkstoffs (Wie viel Wärme wird zur Erhöhung der Temperatur benötigt?)

-amorphe Thermoplaste haben eine stetig ansteigende Wärmekapazität

-teilkristalline Thermoplaste haben Unstetigkeitsstelle bei Phasenübergang: es wird Schmelzwärme benötigt aber die Temperatur erhöht sich nicht

S. 53

Question 10

Was ist die Temperaturleitfähigkeit? Wovon hängt sie ab?

Answer 10

S. 53

-hängt von Kristallisationsgrad und somit von Abkühlgeschwindigkeit ab

Question 11

Erläutere den universellen Zugversuch.
Unterscheide zwischen technischer und wahrer Spannung/ Dehnung.

Answer 11

S. 55-57

Question 12

Trage die Spannung über der Dehnung auf.

Answer 12

S. 57

Question 13

Trage die Spannung in Abhängigkeit der Dehnung auf und erläutere wie sich der Werkstoff bei steigender Temperatur/ Geschwindigkeit verhält.

Answer 13

S. 58

-Temperaturerhöhung hat ähnlichen Einfluss auf Steifigkeit wie eine Geschwindigkeitsabnahme.

Question 14

Welche zwei Phänomene treten bei langzeitiger Beanspruchung auf?

Answer 14

Relaxation:
-Spannung nimmt bei gleichbleibender Dehnung über die Zeit ab

Retardation:
-Dehnung nimmt bei gleichbleibender Spannung über die Zeit zu

Question 15

Erläutere das Maxwell-Modell.

Answer 15

S. 60

-Reihenschaltung von Feder- und Dämpferglied
-wird zur Beschreibung des Relaxationsverfahrens genutzt

Question 16

Erläutere das Voigt-Kelvin-Modell.

Answer 16

S. 60

-Parallelschaltung eines Feder- und Dämpferglieds
-zur Beschreibung des Retardationsverfahrens geeignet

Question 17

Zeichne das Burgers-Modell.

Answer 17

S. 60

Question 18

Erläutere das isochrone Spannungs-/ Dehnungsdiagramm.

Answer 18

S. 61

Question 19

Trage die Spannung und die Dehnung in Abhängigkeit der Zeit auf (dynamisch-zyklische Beanspruchung). Zeichne die Phasenverschiebung ein.

Answer 19

S. 64

Question 20

Was gibt der Phasenwinkel delta an?

Answer 20

-Maß dafür, in welchem Verhältnis sich der Werkstoff elastisch bzw. viskos verhält

delta = 0: elastisch
delta = 0: viskos

mechanischer Verlustfaktor d wird in Wärme umgewandelt

Question 21

Zeichne eine Hystereseschleife für dynamisch-zyklische Beanspruchung.

Answer 21

S. 65