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Autor Thema:  Spannungs/Dehnungsdiagramm aus Kraft/Verformungs-Diagramm (4091 mal gelesen)
ChiaBr
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erstellt am: 20. Jun. 2014 23:15    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo zusammen 

Ich habe aus einem Druckversuch mit einer Reintitanprobe ein Kraft-/Verformungsdiagramm vorliegen. Da ich nun eine FE-Analyse begonnen habe, wäre es hilfreich, ein Spannungs-Dehnungs Diagramm aus dem Kraft-/Verformungsdiagramm bestimmen zu können. Ist dies überhaupt möglich? Wenn ja, wie?

Viele Grüße,

ChiaBr

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N.Lesch
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WF 4

erstellt am: 21. Jun. 2014 07:03    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für ChiaBr 10 Unities + Antwort hilfreich

Du benötigst eine Spannungs - Dehnungs - Messung. Du mußt die Kraft noch in Spannung umrechnen, das ist Kraft / Fläche.
Aber wenn die Probe einfach zusammendrückst, ist die Fläche nicht gleich, sondern vergrößert sich.

Weil reine Metalle meistens sehr zäh sind, sieht die Spannungs- Dehnungskurve wahrscheinlich aus wie hier Bild 4.8:
http://heide-im-netz.de/studium/Bericht_Zugversuch.pdf
Die Kurve kannst Du dann mit 3 Punkten darstellen. Falls das FE Programm das akzeptiert. ( Meines steigt da aus )
Ich ging jetzt mal nach Deinen verherigen Posts von plastischer Verformung aus.

Wenn Du nicht übermäßig plastisch verformst, wie bei der Metallumformung, kannst Du doch einfach die Werte vom Zugversuch nehmen.

------------------
Klaus

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ChiaBr
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erstellt am: 21. Jun. 2014 12:32    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Vielen Dank für die schnelle Rückmeldung 

Die Umrechnung wird sich ja nicht so einfach gestalten können, wie du sagst, die Fläche ändert sich ja beim Zusammendrücken.
Es geht darum, dass zum einen das Reintitan sich plastisch verformt, nach zurückfahren des Druckstempels also nicht wieder in seinen Anfangszustand zurück geht. Eine Titanlegierung hingegen verhält sich elastisch, geht wieder in seinen Anfangszustand zurück, wenn der Stempel zurückfährt.

ZU beiden Versuchen habe ich jetzt besagte Kraft/Verformungsdiagramme vorliegen. In meiner FE-Rechnung habe ich jetzt Spannungswerte berechnet, die ich gerne mit dem Realversuch vergleichen möchte.

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ChiaBr
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erstellt am: 21. Jun. 2014 15:18    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

a

[Diese Nachricht wurde von ChiaBr am 17. Jul. 2014 editiert.]

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N.Lesch
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erstellt am: 21. Jun. 2014 21:54    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für ChiaBr 10 Unities + Antwort hilfreich

Dann hast du ja schon alles.

Wenn die Kurve so elastisch ist, kannst du sie so übernehmen.  Die Kurve durch ein paar Punkte annähern und die dann eingeben.

------------------
Klaus

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ChiaBr
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erstellt am: 22. Jun. 2014 15:51    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Ich habe ja zwei Kurven, eine für den Reinwerkstoff und eine andere für eine Legierung dieses Werkstoffs. Vom Verlauf her sind sich beide identisch, nur sind die Werte (genauer gesagt die auf der y-Achse aufgetragenen Kraftwerte) bei der Legierung um einiges höher als beim Reinwerkstoff. Zudem verformt sich das eine Material ja elastisch, dass andere plastisch.

Wie kommst du darauf, dass die Kurve so elastisch ist? Ich tue mir schwer, aus dem Diagram ablesen zu können, wann das Material zu fließen beginnt bzw. sich plastisch verformt. Vor allem der Bereich, in dem die Kräfte kurz zurück gehen und dann wieder langsam steigen, ist mir nicht ganz klar. Eine kurze Erklärung oder Beschreibung hierzu wäre vielleicht ganz hilfreich.. da ich mich wie gesagt auf diesem Gebiet noch nicht sonderlich gut auskenne..

Viele Grüße,
ChiaBr

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N.Lesch
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WF 4

erstellt am: 22. Jun. 2014 20:43    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für ChiaBr 10 Unities + Antwort hilfreich

2 verschiedene Materialien sind doch kein Problem.  Das kann doch jedes FEM Programm.

Wenn Du genau wissen willst, was plastisch und eleastisch ist, mußt Du die Proben auch wieder so entlasten.

Also wieder mit der Spannung auf Null fahren. Zwischen den beiden Ästen ist dann die Hysterese.

Ich wollte nur fragen, ob die Kurve elastisch ist. Die Kurve sieht ganz ähnlich aus wie bei Stahl.

Schaue mal nach dem Hook'schen Gesetz. Oder einem Spannungs-Dehnungs Dieagram von zähem Stahl. Da wird das alles ganz genau erklärt. Es würde mich wundern wenn das bei Titan so verschieden wäre.

------------------
Klaus

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Ing. Gollum
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erstellt am: 23. Jun. 2014 08:04    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für ChiaBr 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,


Gibt es einen Unterschied zwischen einem Kraft-Verformungs- und einen Spannungs-Dehnungs-Diagramm?! 

Ab wann der Werkstoff anfängt plastisch zu verformen, kann im Spannungs-Dehnungs-Diagramm ablesen... Das ist die Stelle an der der Graph erstmals Flacher wird.

Reines Titan ist zwar, wegen der hexagonalen Gitterstruktur, nur mäßig Kaltumformbar, kann sich aber auch nicht kaltverformen.

Deswegen siehst du auf dem Diagram auch keinen nennenswerten Anstieg der Festigkeit, sobald du den elastischen Bereich verlässt. Der Werkstoff fliesst einfach auseinander und macht dann, wegen der eingeschränkten Gleitebenen eines hdP-Werkstoffes schnell die Grätsche.

Anders die Titanlegierungen. Hier hat man, je anch Legierung, einen unterschiedlichen Anteil einer kubisch raumzentrierten Phase dabei, welche Abhängig vom Zustand in verschienen Gefügeausprägungen vorliegen kann. Entsprechend kann der Werkstoff deutlich fester sein, was man an dem steileren linearen Teil des Spannungs-Dehnungs-Diagramms sieht, und auch ein ganz anderes plastisches Verhalten. Dazu gehört zum Beispiel der Festigkeitsanstieg und ein gewissens Verfornungsvermögen.

Wundere dich übrigens nicht, wenn du im Versuch bei ganz anderen Spannungswerten landest. Die Probenform und der einachsige Spannungszustand des Versuchen, haben erheblichen Einfluss und lassen sich auch bei relativ gutmütigen Werkstoffen nicht auf anhieb zielsicher berechnen.


Grüße,

Gollum

------------------

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ChiaBr
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erstellt am: 24. Jun. 2014 02:28    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Vielen Dank euch beiden zunächst für eure Antworten  

@Ing.Gollum:

Gut, man erkennt deutlich dass im linearen ("hookeschen") Bereich die Kurve der Legierung viel steiler ansteigt als die des Reinwerkstoffs. Da erkennt man schon, dass die Legierung viel elastischer als der Reinwerkstoff. Wieso aber der erst flachere Anstieg ganz am Anfang, wo die grüne unter der blauen Kurve liegt? Wie ist das zu erklären?

Mir fällt die Interpretation des Diagrams wie ihr seht immer noch etwas schwer.. Liege ich mit meinen Vermutungen richtig? Wenn nein, würde ich mich freuen, wenn ihr den Verlauf mal ausführlich beschreiben könntet.

Grüße,
ChiaBr

[Diese Nachricht wurde von ChiaBr am 17. Jul. 2014 editiert.]

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Ing. Gollum
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erstellt am: 24. Jun. 2014 11:24    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für ChiaBr 10 Unities + Antwort hilfreich

Hi,

Eine steilere hooksche Gerade, bedeutet lediglich, dass der Werkstoff fester ist. Die Elastizität ist dagegen ein Maß der möglichen Dehnung ohne bleibende Verformung. Also wie weit die Gerade nach Rechts im Diamgramm reicht.

Dass die Legierung keine richtige Gerade ausweisst, würde mich nicht weiter stören... Das kann einfach nur ein Messfehler oder vom Behandlungszustand abhängen.

zu 1) Kann es sein, dass dir jemand eine Formgedächnislegierung untergejubelt hat?!  Das würde dann auch den Verlauf bei geringen Dehnungen erklären. Kannst auch daran feststellen, dass die Rückfederung einen ganz andere Kennlinie hat, falls überhaupt mit der verfügbaren Aparatur messbar. Oder ist der Messaufbau einfach nur total daneben?!

zu 2) Richtig. Du müsstest bei dem Reintitan irgendwann eine abnehmende Festigkeit bis zum Bruch feststellen, die Legierung, in so fern es sich denn um eine FGL handelt, verfestigt sich immer weiter und reisst oder einzuschnüren.

zu 3) Bei einem Zugversuch in dem zu die Werte der Ordinate durch den Probenquerschnitt teilst, was dann die Spannung ergibt, und bei der Abszisse die Längenänderung in das verhältnis zur Problemlänge setzt, was dann der Dehnung entspricht.

Da du anscheinend einen Biegeversuch durchführst, musst du sowohl Spannung als auch Dehnung in Abhängigkeit des Biegeradius bestimmen, was dann natürlich nicht mehr umbedingt viel mit den Werten einen klassischen Zugversuches zu tun hat und einem auch keinen Wirklichen Erkenntnisgewinn liefert.

Weiter darfst du nicht vergessen, dass du bei größeren Winkeln dein Messergebnisch verfälscht, je nach dem wie die Einspanung der Probe erfolgt, muss du das dann entsprechend um die Änderungen der Geometrie korrigieren.


Grüße,

Gollum


------------------

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[Diese Nachricht wurde von Ing. Gollum am 24. Jun. 2014 editiert.]

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