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Tutorial MenueEigenschaften von PolymerenLerneinheit 3 von 7

Mechanik deformierbarer Festkörper, Teil 2

Zähigkeits-Steifigkeits-Klassen

Mit dem Begriff Zähigkeit wird das plastische Formänderungsvermögen bis zum Bruch beschrieben. Klassifiziert wird die Zähigkeit häufig nach der Stärke des kalten Flusses.

Tab.1
Zähigkeitseigenschaften von Werkstoffen
spröde Bruch, ohne dass zuvor eine Fließgrenze erreicht wird
fest Mäßiges Fließen bei Dehnung über die Fließgrenze
duktil Starkes Fließen bei Dehnung über die Fließgrenze

Als Kriterium für starkes Fließen kann das Vorhandensein einer oberen und unteren Streckgrenze dienen.

Die Steifigkeit ist die Fähigkeit eines Körpers, gegen eine Deformation Widerstand zu leisten. Sie hängt von Form und Zusammensetzung des Körpers ab. Je nach Art der Deformation gehen die Materialkonstanten Elastizitätsmodul, Schermodul oder Kompressionsmodul ein. Hohe Werte für die Moduln kennzeichnen steife Materialien.

Beispiel

Polymere werden nach der Form ihrer Spannungs-Dehnungs-Kurve in vier bis sechs Zähigkeits-Steifigkeits-Klassen eingeteilt. Werden die spröden und die festen Polymere mit kleinem Elastizitätsmodul in einer Klasse zusammengefasst, bekommt man die unten abgebildeten fünf Klassen.

Abb.1
steif und spröde
Abb.2
steif und fest
Abb.3
steif und duktil
Abb.4
weich und duktil
Abb.5
weich und nicht duktil

σ nominelle Zugspannung, ε Dehnung (relative Längenänderung)

Der Punkt am Kurvenende symbolisiert den Bruch.

Hinweis
In der Praxis wird anstelle von "duktil" häufig die Bezeichnung "zäh" verwendet, anstelle von "steif" häufig "hart". Diese Bezeichnungen können jedoch Anlass zur Verwechslung mit der Schlagzähigkeit und der Oberflächenhärte geben.
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