WK1 L__A03 - Zeitstandversuch

Question 1

Was passiert mit dem E-Modul bei steigender Temperatur?

Answer 1

Das E-Modul wird kleiner

Question 2

Bis zu welcher Temperatur hängen Verformungen nicht merklich von der Beanspruchungsdauer ab?

Answer 2

“Bis etwa 0,3 T_S(Kelvin)<div><img></img>_<br></br></div>”

Question 3

Was ist Kriechen?

Answer 3

Die allmähliche Verformung unter konstanter Last.

Question 4

Warum kommt es bis ca. 0,3 T_Snicht zum Kriechen?

Answer 4

• Plastische Verformung sorgt für <b>Kaltverfestigung</b>

Question 5

Welche 3 typischen Phasen findet man in Kriech- und Zeitdehnungskurven?

Answer 5

“<div>I: sinkender</div><div>II: konstanter</div><div>III: steigender</div><div>Kriechgeschwindigkeit bis zum Bruch</div><img></img>”

Question 6

Was sind die Schmelztemperaturen von Aluminium, Eisen und Wolfram?

Answer 6

Aluminium: 933<div>Eisen: 1812</div><div>Wolfram: 3673</div>

Question 7

Wie wirkt sich eine Steigerung der äußeren ruhenden Spannung aus?

Answer 7

“<img></img>”

Question 8

Was besagt das Norton’sche Gesetz?

Answer 8

”[$$]\dot{\epsilon}_s = A \cdot \simga^n [/$$]<br></br><div><img></img><br></br></div>”

Question 9

“Was zeichen die Nummern aus?<div><img></img><br></br></div>”

Answer 9

1: Zugprobe<div>2: Heizofen</div><div>3: Wärmeaustauschscheiben</div><div>4: Hebelwaage</div><div>5: Feder</div><div>6: Gewichte</div>

Question 10

Wieso verwendet man bei Zeitstandversuchen noch mechanische Messgeräte zur Erfassung der Probenverlängerung?

Answer 10

Zeitstandversuche laufen über einen langen Zeitraum und Computer sind anfällig für Stromausfälle, Updates, etc.

Question 11

Welchen Wert nimmt der Exponent n im Norton’schen Kriechgesetz für viele Werkstoffe an?

Answer 11

Zwischen 3 und 8

Question 12

Was sind maximal zulässige Temperaturgradienten entlang der Probe?

Answer 12

“<img></img>”

Question 13

Was ist in einem Zeitdehnschaubild dargestellt?

Answer 13

”- Plastische Dehnung ε_pbei const. T und const. σ₀über der Zeit<div>- So kann man bei vorgegebenen Dehnungen die Zeit-Spannungs-Kombination abgreifen<br></br><div><img></img><br></br></div></div>”

Question 14

Was ist ein Zeitstandschaubild?

Answer 14

”- Die aus dem Zeitdehnschaubild abgegriffenen Zeit-Spannungs-Kombinationen werden hier eingetragen<div><img></img><br></br></div><div><br></br></div><div><img></img><br></br></div>”

Question 15

Was ist die <b>Zeitdehngrenze</b> und wie wird sie definiert?

Answer 15

• Die Spannung, die zur angegeben Temperatur und Zeit zur angegebenen Dehnung führt<div><br></br><div>- R_pε/t/Tz.B. R_{p0,5/10.000/600}= 150 N/mm²</div></div>

Question 16

Was beschreibt die <b>Zeitstandfestigkeit</b> und wie wird sie notiert?

Answer 16

• Die Spannung, die bei angegeber Temperatur und Zeit zum Bruch führt<div><br></br><div>- R_u/tu/Tz.B. R_{u/100.000/700}= 125 N/mm²</div></div>

Question 17

Welchen Bereich des Kriechens lässt man für technische Anwendungen i.d.R. zu?

Answer 17

Das sekundäre Kriechen, das tertiäre Kriechen wird zur Bruchvermeidung gemieden.

Question 18

Was ist die <b>Monkman-Grant-Beziehung</b>?

Answer 18

<div>Abschätzung der Bruchdauer bei bekannter Dehngeschwindigkeit</div>

[$$]t_u \cdot \dot{\epsilon} = const.[/$$]

Question 19

Was ist der Unterschied zwischen dem technischen und dem physikalischen Kriechversuch?

Answer 19

• Technisch: Das Gewicht bleibt konstant, die Spannung erhöht sich also mit der Verringerung des Querschnitts<div>- Physikalisch: Die Spannung wird trotz Querschnittsverminderung konstant gehalten</div>

Question 20

Was ist die Idee hinter dem Larson-Miller Parameter?

Answer 20

<div>- Abschätzung von Bruchzeiten bei niedrigeren Temperaturen aus Versuchen mit höheren Temperaturen (da hier die Bruchzeit deutlich kürzer ist und ein Versuch wirtschaftlich)</div>

-> Zusammenfassung des Einflusses von Temperatur und Zeit zu einem Parameter

Question 21

Wie wird der Larson-Miller Parameter berechnet?

Answer 21

[$$]P = T (c+log(t_u))[/$$]<br></br><div>P: Larson-Miller Parameter</div><div>T: Temperatur in Kelvin</div><div>c: Konstante (oftmals bei ungefähr 20)</div><div>t_u: Zeit bis zum Bruch in Stunden</div>

Question 22

Wie sieht es aus, wenn man die Spannung gegen den Larson-Miller Parameter aufträgt?

Answer 22

“<img></img>”

Question 23

Mit welcher Formel kann die zulässige Betriebsdauer bei bekannter zulässiger Dehnung und Dehngeschwindigkeit ausgerechnet werden?

Answer 23

[$$]t_{zul}=\frac{\epsilon_{zul}}{\dot{\epsilon}_s}[/$$]

Question 24

Welches Gefüge kriecht am wenigstens und warum?

Answer 24

• Grobes Gefüge kriecht weniger als feines<div>- Grenzflächen zwischen Kristallen sind Schwachpunkt für senkrecht dazu angreifende Kräfte</div><div>- Belastete Teilen bestehen aus möglichst wenig Kristallen mit Grenzflächen parallel zur Kraft</div><div>- Im Extremfall besteht das ganze Teil aus einem Kristall</div>

Question 25

Was passiert in technischen Werkstoffen mit komplexem Gefügeaufbau?

Answer 25

• Ausgeschmierter Wendepunkt zwischen primären und tertiären Kriechstadium<div>- Kaum bis gar kein ausgeprägtes sekundäres Kriechen</div>

Question 26

Warum kommt es im tertiären Bereich zum Anstieg der Dehngeschwindigkeit und anschließend zum Bruch?

Answer 26

• Typische Materialen sind bei hohen Temperaturen nicht sehr duktil<div>- Es kommt zu innerer Rissbildung und somit zur Erhöhung der Spannung</div>