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Streckgrenze

1860
Zugprüfmaschine zur Messung der Streckgrenze in der Werkstoffkunde.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Die Streckgrenze oder Streckgrenze ist die Stress der Punkt, an dem ein Material beginnt, sich plastisch zu verformen. Vor der Streckgrenze verformt sich das Material elastisch und kehrt in seine ursprüngliche Form zurück, wenn die angelegte Spannung entfernt wird. Sobald die Streckgrenze überschritten ist, ist ein Teil der Verformung dauerhaft und nicht mehr umkehrbar. Sie markiert die Grenze des elastischen Verhaltens.

Der Übergang von elastischem zu plastischem Verhalten ist ein entscheidender Konstruktionsaspekt. Bei Werkstoffen mit einer klaren, scharfen Fließgrenze (wie Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt) ist diese auf der Spannungs-Dehnungs-Kurve leicht als deutliche Spitze (obere Fließgrenze) zu erkennen, gefolgt von einem Abfall auf ein niedrigeres, konstantes Spannungsplateau (untere Fließgrenze). Viele Werkstoffe, wie z. B. Aluminiumlegierungen, weisen jedoch einen allmählichen Übergang auf. Für diese ist eine Prüfspannung oder Offset-Streckgrenze definiert wird. Diese wird üblicherweise durch die 0,2%-Offset-Methode bestimmt, bei der eine Linie parallel zum anfänglichen elastischen Teil der Kurve ab einem Dehnungswert von 0,002 (oder 0,2%) gezogen wird. Die Spannung, bei der diese Linie die Spannungs-Dehnungs-Kurve schneidet, wird als die 0,2%-Dehngrenze definiert. Dieser Wert stellt die Spannung dar, die bei einer Entlastung eine dauerhafte, nicht wiederherstellbare Dehnung von 0,2% verursachen würde. Die Streckgrenze ist ein grundlegender Parameter zur Bestimmung der maximal zulässigen Belastung, die ein mechanisches Bauteil aushalten kann, bevor es als versagt gilt, da eine dauerhafte Verformung ein Teil unbrauchbar machen kann, auch wenn es nicht gebrochen ist.

UNESCO Nomenclature: 3313
- Werkstoffkunde

Typ

Physikalische Eigenschaft

Störung

Grundlegendes

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Verständnis des elastischen vs. plastischen Verhaltens von Metallen
  • Entwicklung präziser Dehnungsaufnehmer zur Messung kleiner Verformungen
  • industrieller Bedarf an vorhersehbarer Materialleistung unter Belastung
  • Theorien der Versetzungsbewegung in kristallinen Festkörpern

Anwendungen

  • Strukturelle Gestaltung von Gebäuden und Brücken zur Vermeidung dauerhafter Verformungen
  • Crashtauglichkeitsdesign für Kraftfahrzeuge (Energieabsorption durch plastische Verformung)
  • design of Verbindungselemente and bolts
  • Metallumformungsverfahren wie Walzen, Schmieden und Extrusion
  • Festlegen von Druckgrenzen für Rohrleitungen und Druckbehälter

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • Entwicklung von Dualphasenstählen mit hoher Streckgrenze für den automobilen Leichtbau
  • shape memory alloys that can recover from plastic deformation
  • Kaltverfestigungsverfahren (Kaltbearbeitung) zur Erhöhung der Streckgrenze
  • Ausscheidungshärtung in Aluminium- und Nickellegierungen
  • Mikrolegierungen zur Kontrolle der Korngröße und Verbesserung der Streckgrenze
  • Entwurf von Kunststoffgelenken in erdbebensicheren Strukturen
  • fortschrittliche Wärmebehandlungen für Werkzeugstähle
  • Fließspannungsflüssigkeiten (z. B. in intelligenten Dämpfern)
  • Vorhersagesoftware für Metallumformungssimulationen
  • 3D-Druck von Metallen mit maßgeschneiderten lokalen Streckgrenzen
Verwandt mit: Streckgrenze, Streckgrenze, plastische Verformung, Elastizitätsgrenze, Spannungs-Dehnungs-Kurve, Dehnungsspannung, 0.2% Offset, Materialwissenschaft, mechanische Konstruktion, Dauersatz.

Historischer Kontext

Streckgrenze

1850
1850
1850
1860
1870
1876
1882-01-01
1850
1850
1850
1850
1867
1875-01-01
1881
1884

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

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