Drehen – Verfahren, Entwicklung und Geschichte Inhaltsverzeichnis­ Inhaltsverzeichnis­ 1 Formelzeichen und Abkürzungen 2 Vorwort 4 1 Entwicklung und Geschichte 5 2 Fertigungsverfahre­
Schweißkonstruktio­n und Schweißbetrieb (C) 1 Wie vermeidet man Terassenbruch? · Großflächige Anschlüsse wählen · Puffern des Anschlussbereiches­ · Z-Güten anwenden – quer zur Reißrichtung 2
Beim zu prüfenden Kunststoff ABS
(Acrylnitril-Butadien-Styrol) handelt es sich um einen amorphen
thermoplastischen Kunststoff. Die Gruppe der Thermoplaste zeichnen sich durch
fadenförmige Makromoleküle ohne Vernetzung aus.
Die mechanischen
Eigenschaftswerte charakterisieren ABS als steifen, harten und gleichzeitig
schlagzähen Werkstoff. Diese Eigenschaften sorgen dafür, dass der Kunststoff
bei hohen Zugkräften eine hohe Streckspannung aufweist.
Durchführung des Versuchs:
Der Zugversuch wird nach EN ISO 527-1:1996 durchgeführt
und ermittelt neben anderen Zugeigenschaften die Streckdehnung εzS,
welche ein Kennwert für die Festigkeit bei Kunststoffen ist.
Die Prüfmaschine
muss die in ISO 5893 angegebenen Bedingungen erfüllen und die in der Norm
aufgeführten Prüfgeschwindigkeiten einhalten. Die Zugproben müssen einen
festgelegten Querschnitt von 50 mm² (Breite 5mm, Höhe 10 mm) besitzen. Es
werden nur Flachproben benutzt, weil diese gegenüber Rundproben einfacher
herzustellen sind.
Bei der Auswahl der Prüfgeschwindigkeiten ist die
Materialeigenschaft entscheidend: Je spröder der Werkstoff, um so kleiner die
Zuggeschwindigkeit. Bei diesem Versuch werden nur folgende drei
Prüfgeschwindigkeiten verwendet: 2 mm/min; 10 mm/min; 50 mm/min.
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Versuchsauswertung:
Wenn die Beanspruchungszeit, verglichen mit der Dauer
der Umlagerungen der Molekülketten, schnell abläuft, verhalten sich die
Kunststoffe spröde und starr. Haben die Umlagerungsmechanismen dagegen genügend
Zeit zur Einstellung eines Gleichgewichtswertes für die Spannungen, reagieren
die Kunststoffe zäh und weich, so dass bei ein- und derselben Anwendung bei
verschiedenen Beanspruchungsgeschwindigkeiten sprödes oder zähes Verhalten
vorliegen kann.
Anhand der ermittelten Prüfwerte kann festgestellt
werden, dass bei einer Erhöhung der Prüfgeschwindigkeit der Werkstoff eher
reißt, da sich die Molekülketten bei hohen Beschleunigungen nicht so schnell
an die Ausdehnung anpassen können, der Werkstoff dadurch ein sprödes Verhalten
aufweist und deshalb eher reißt als bei geringen Geschwindigkeiten.
Außerdem kann festgestellt werden, dass bei Erreichen
der Streckgrenze die benötigte Kraft zur weiteren Dehnung deutlich absinkt.
Das kann dadurch erklärt werden, dass während des
Streckvorgangs die Textur aller Molekülketten in eine Richtung ausgerichtet
wird. Aus einem am Anfang des Streckvorgangs ungeordneten Haufen von „Fasern“
(analog zu den Makromolekülen) wird während des Streckvorgangs ein
ausgerichteter Verbund von Makromolekül-Ketten.
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An diesem Punkt (repräsentiert durch die Dehngrenze εzS) wird
dann die benötigte Kraft zur Weiterdehnung geringer.
Beim zu prüfenden
Kunststoff ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) handelt es sich um einen amorphen
thermoplastischen Kunststoff.
Die Gruppe der Thermoplaste zeichnen sich durch
fadenförmige Makromoleküle ohne Vernetzung aus. Die mechanischen
Eigenschaftswerte charakterisieren ABS als steifen, harten und gleichzeitig
schlagzähen Werkstoff. Diese Eigenschaften sorgen dafür, dass der Kunststoff
bei hohen Zugkräften eine hohe Streckspannung aufweist.
Der Verlauf der Spannungskurve beim Zugversuch von
Kunststoffen bis zur Dehngrenze εzS ähnelt
dem Verlauf des Anstiegs der Hooke’schen Geraden beim Zugversuch von Metallen
bis zur oberen Streckgrenze ReH. Da aber die Hooke’sche Gerade nur
den elastischen Bereich betrachtet, Kunststoffe sich aber während des Zugversuchs
sowohl elastisch als auch plastisch verformen, hat die Hooke’sche Gerade bei
Kunststoffen keine Bedeutung.
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