Eine Schraube mit einem Durchmesser von 10 mm wird auf Zug belastet. Wie groß ist die belastete Fläche?
A = π · d² /4
A = π · (10 mm)² /4
A = 78,5 mm²
Drei Belastungsfälle werden unterschieden:
- Elastische Verformung: Der Werkstoff verformt sich (Verlängerung) während einer Belastung, geht danach aber wieder in seine Ausgangsposition zurück.
- Plastische Verformung: Bauteil bleibt dauerhaft verformt, ist aber nicht zerstört.
- Reißen / Bruch
Zugversuch
An einer hydraulischen Zerreißmaschiene kann ein Probestab auf Zug belastet werden. Bei einem Durchmesser von 10 mm wird eine Zerreißkraft von 25.000 N ermittelt. Dieses entspricht näherungsweise einer Masse von 2.500 kg (Umrechnung: 1 kg = 10 N, genauer: 1 kg = 9,81 N).
Welche Last trägt hierbei ein Quadratmillimeter?
Last pro mm = 2.500 kg ÷ 78,5 mm² bzw. 25.000 N ÷ 78,5 mm²
Zugbelastung = ca. 31,85 kg/mm² bzw. 312,45 N/mm² ÷ 78,5 mm²
Streckgrenze (Re): Grenze zwischen elastischer und plastischer Verformung
Zugfestigkeit (Rm): Max. Belastung vor Reißen
Als Grenzwert für den Techniker gilt stets die Streckgrenze!
In welchem Verhältnis stehen Zugfestigkeit und Streckgrenze bei Stahl?
| Stahlsorte | S 235JR | X2 Cr Ni 12 | S 185 |
| Streckgrenze (Re) in N/mm² | 235 | 260 | 185 |
| Zugfestigkeit (Rm) in N/mm² | 340...470 | 450...600 | 290...510 |
| Mittelwert in N/mm² | 405 | 525 | 400 |
| Rm/Re | 1,72 | 2,02 | 2,16 |
Die Streckgrenze beträgt also nur ca. die halbe Zugfestigkeit!
Übung:
Eine Schraube mit 30 mm Durchmesser wird auf Zug belastet. Wie groß ist die belastete Fläche?
Lösung:
Zugversuch: Lösung
26.04.2004
Frithjof Dewald
MET U 4
--Frithjof Dewald 09:49, 4. Mai 2004 (CEST)