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Prüfspannung

1920
Zugversuch an hochfestem Stahl zur Bestimmung der Dehnungsspannung in der Werkstoffkunde.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Bei Materialien, die keine eindeutige Streckgrenze auf ihrer Spannungs-Dehnungs-Kurve, wie Aluminium oder hochfester Stahl, ist die "Dehnungsspannung" das technische Äquivalent. Sie ist definiert als die Stress die erforderlich ist, um eine kleine, festgelegte Menge an dauerhafter (plastischer) Verformung zu erzeugen, in der Regel 0,2% der ursprünglichen Messlänge. Dieser Wert, [latex]\sigma_{0.2}[/latex], wird bei Konstruktionsberechnungen als praktische Elastizitätsgrenze des Materials verwendet.

Many engineering materials, particularly ductile metals like aluminum alloys, copper alloys, and certain types of steel, do not exhibit the clear, sudden yielding behavior seen in mild steel. Their stress-strain curve transitions from elastic to plastic behavior gradually. For design and safety purposes, engineers need a consistent point to define the onset of permanent deformation. This is where proof stress, also known as offset yield strength, becomes crucial. To determine it, a tensile test is performed while plotting stress versus strain. A line is drawn on this graph parallel to the initial linear (elastic) portion of the curve, but offset from the origin by a specified strain value, most commonly 0.2% (or 0.002 strain). The stress at which this offset line intersects the stress-strain curve is defined as the 0.2% proof stress ([latex]\sigma_{0.2}[/latex]).

Dieser Wert ist ein praktisches und reproduzierbares Maß für die Elastizitätsgrenze des Materials. Er bedeutet, dass das Material, wenn es bis zu diesem Spannungsniveau belastet und dann entlastet wird, eine dauerhafte Verformung von 0,2% erfahren hat. Obwohl eine gewisse plastische Verformung stattgefunden hat, wird sie als gering genug angesehen, um für viele strukturelle Anwendungen akzeptabel zu sein. Diese Konvention ermöglicht es den Ingenieuren, Bauteile aus Materialien ohne scharfe Fließgrenze nach denselben Sicherheits- und Zuverlässigkeitsgrundsätzen zu konstruieren wie solche mit einer solchen, so dass sichergestellt ist, dass sich die Strukturen unter ihren Konstruktionslasten nicht dauerhaft verformen.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Werkstoffkunde

Typ

Materialeigenschaft

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Hookesches Gesetz der Elastizität
  • Entwicklung der Zugprüfmaschine
  • das Konzept von Stress und Belastung
  • die Notwendigkeit, die mechanischen Eigenschaften neuer Legierungen zu charakterisieren, die im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert entwickelt wurden

Anwendungen

  • Materialspezifikation für Luft- und Raumfahrtlegierungen
  • Design von Automobilkomponenten
  • Statikberechnungen für Gebäude und Brücken
  • Qualitätskontrolle in der Metallproduktion
  • Finite-Elemente-Analyse (FEA) Materialmodelle

Patente:

NA

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Verwandt mit: Dehnungsspannung, Offset-Streckgrenze, Spannungs-Dehnungs-Kurve, plastische Verformung, Elastizitätsgrenze, Zugversuch, Werkstoffkunde, Duktilität, 0,2% Offset, Streckgrenze.

Historischer Kontext

Prüfspannung

1910
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1920
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1922
1925-01-01
1910
1910
1920
1920
1920
1922
1924
1927

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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