Sind die genormten Prüfverfahren für zügige und schlagartige Beanspruchung noch zeitgemäß? – Neue Wege zur Dimensionierung –

摘要: Aus bewahrten und genormten mechanischen Prufverfahren zur Ermittlung der Eigenschaften metallischer Werkstoffe wurden Prufvorschriften fur polymere abgeleitet. Erkenntnis, das, abgesehen von langzeitigen Untersuchungsmethoden, aus den meisten Prufmethoden keine Dimensionierungskenngrosen abgeleitet werden konnen, ergibt sich ein recht unbefriedigendes Bild. Hinzu kommt, das Langzeiteigenschaften auserordentlich zeitintensive Untersuchungsmethoden (z. T. uber mehr als 1 Jahr Versuchsdauer) angewandt mussen, Belastungen im Kurzzeit- Stosbeanspruchungsbereich auf Experimente mit grosem mestechnischem Aufwand an praktischen Bauteilen nicht verzichtet kann. In diesem Beitrag wird zu diesen beiden Problemkreisen kritisch Stellung genommen neue Moglichkeiten aufgezeigt Dimensionierung bei Stosbeanspruchungen, Berechnung des Langzeitverhaltens Kurzzeitzugversuchen. Fur amorphe Kunststoffe abnehmenden Standzeiten (< s) abnehmendem Temperaturen Ubergang vom halbzahen zum sproden Werkstoffverhalten. Fur Werkstoff PMMA scheint eine Grenzbruchdehnung 2,2% sowie Grenzbelastbarkeit 135 N/mm2 Bereich Stosbelastungen existieren. Diese Werte konnen Grundlage einer Dimensionierung gegen Stos dienen. die anderen untersuchten Thermoplaste ergeben gleiche Tendenzen, wobei exakte Grenzwerte noch angegeben konnen. Ebenso last dem Verlauf Schubmodul Dampfungsfaktor Funktion Temperatur Grenzelastizitatsmodul abschatzen, in Praxis gemessenen Werten gut ubereinstimmt. betragt er etwa 6500 N/mm2. Schubmodul-und Dampfungsverlaufen weiterhin wie stark geschwindigkeits- bzw. temperaturabhangig eines Werkstoffes sind (Zah-Sprod-Ubergang). Schlieslich kann gezeigt werden, es sogar moglich erscheint, vorgestellten Untersuchungsmethode sehr kurzdauernder. Versuchen 17 min) Langzeitfestigkeit schliesen. Das genormte Kurzzeitzugversuch geeigneten Werkstoffkennwerte liefert, liegt u. E. darin begrundet, wesentliche Versuchsbedingung, Dehngeschwindigkeit, konstant ist. Versuche konstanten Dehngeschwindigkeiten liefern dagegen beschreibbares Verformungsverhalten, Langzeitverhalten vorhersagbar wird. Daruber hinaus verringern Meswertstreuungen bemerkenswerter Weise. Mit Variation Pruftemperatur erhalt man Werkstoffdaten, Zeit-Temperaturverschiebungsprinzip ausgezeichneten Ubereinstimmung fruheren Untersuchungsergebnissen fuhrt. Auf diese Weise zeitlich kurzen - derzeit wegen Grundlagencharakteristik Zeiten 100 h benotigt, geplant ist aber Zukunft maximale Versuchsdauer 10 verschiedenen Bild Werkstoffverhaltens, entspricht. Es moglich, Zeitstandverhalten vorherzusagen Aussagen Tragverhalten z. B. Schweisnahten geforderten Dimensionierungszeitraum vielen Tausenden Stunden machen konnen. Are the Standardized Methods of Testing Tensile and Impact Loads still up to Date? – New Ways Dimensioning – Test specifications for polymer materials are derived from proven standardized mechanical test methods used determining properties metal materials. Having established that, apart long-term testing methods, it is impossible derive any dimensioning characteristic data most picture very unsatisfactory indeed. Added this fact order determine properties, extremely time-consuming (some-times lasting more than one year) must be applied measure stresses short-term impact loading range, do without experiments on practical building components involving complex technical measurements. This paper takes a critical look at these two groups problems puts forward fresh possibilities. dimensioning under load calculation behaviour tensile tests. For amorphous plastics, we get, with decreasing time load temperatures, transition semi-tough brittle material behaviour. For PMMA, elongation break threshold appears exist 2.2% loadability region loads. These values can taken as basis against impact. other thermoplastics examined here, tendencies same, although exact thresholds cannot given yet. It also possible, curve shear modulus loss factor function temperature, estimate Young's threshold, which shows good conformity measured actual practice. value approx. 6,500 Form attenuation curves, possible how dependent velocity temperature (tough/brittle transition). Finally, shown that even seems using method presented draw conclusions tests min.) about strength. The reason why does not provide suitable is, our opinion, major condition, strain rate, constant. Tests constant rates, hand, readily describable deformation predict behaviour. In addition, scattering measurements reduced remarkable manner. On varying get time-temperature shifting principle leads excellent agreement results earlier tests. In way, geht present, because fundamental nature tests, times needed, though there plans maximum future various temperatures behaviour, corresponds well longterm It creep obtain information load-bearing capacity, e.g. weld seams, required many thousands hours.