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Werkstoffe: 1 Eigenschaften, Mechanismen und Anwendungen

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Bibliographic Details
Main Authors:	Ashby, Michael F. 1935- (Author), Jones, David R. H. 1945- (Author)
Other Authors:	Heinzelmann, Michael (Editor)
Format:	Book
Language:	German
Published:	München Elsevier, Spektrum Akad. Verl. 2006
Edition:	3. Aufl.
Online Access:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XVI, 317 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	9783827417084 3827417082

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adam_text	MICHAEL F. ASHBY/ DAVID R. H. JONES WERKSTOFFE 1: EIGENSCHAFTEN, MECHANISMEN UND ANWENDUNGEN DEUTSCHE AUSGABE HERAUSGEGEBEN VON MICHAEL HEINZELMANN AUS DEM ENGLISCHEN UEBERSETZT VON MICHAEL BASLER, CARSTEN HEINISCH, BURKHARD SCHAEFER UND MICHAEL ZILLGITT ELSEVIER SPEKTRUM AKADEMISCHER VERLAG INHALTSVERZEICHNIS VORWORT ZUR DEUTSCHEN AUSGABE V ALLGEMEINE EINFUEHRUNG XIII BEGLEITMATERIALIEN XV 1 KONSTRUKTIONSWERKSTOFFE UND IHRE EIGENSCHAFTEN 1 1.1 EINFUEHRUNG 1 1.2 BEISPIELE FUER DIE WERKSTOFFAUSWAHL 2 A PREIS UND VERFUEGBARKEIT 11 2 PREIS UND VERFUEGBARKEIT VON WERKSTOFFEN 13 2.1 EINFUEHRUNG 13 2.2 PREISANGABEN FUER WERKSTOFFE . 13 2.3 VERWENDUNGSMOEGLICHKEITEN VON WERKSTOFFEN 14 2.4 ALLGEGENWAERTIGE WERKSTOFFE . . . . 15 2.5 EXPONENTIELLES WACHSTUM UND DIE VERDOPPLUNGSZEIT DES VER- BRAUCHS 16 2.6 ZUR VERFUEGBARKEIT VON RESSOURCEN 17 2.7 EIN AUSBLICK IN DIE ZUKUNFT . 18 2.8 SCHLUSSFOLGERUNGEN 18 B DIE ELASTISCHEN KONSTANTEN 21 4.4 FESTE UND FLUESSIGE AGGREGATZUSTAENDE 36 4.5 INTERATOMARE KRAEFTE 36 ATOMANORDNUNG IN FESTKOERPERN 39 5.1 EINFUEHRUNG 39 5.2 DIE ATOMANORDNUNG IN KRISTALLEN 39 5.3 DICHTEST GEPACKTE STRUKTUREN UND KRISTALLENERGIEN 39 5.4 KRISTALLOGRAPHIE 41 5.5 EBENENINDIZES 42 5.6 RICHTUNGSINDIZES 43 5.7 WEITERE WICHTIGE EINFACHE KRISTALLSTRUKTUREN 44 5.8 DIE ATOMANORDNUNG IN KUNSTSTOFFEN 44 5.9 DIE ATOMANORDNUNG IN ANORGANISCHEN GLAESERN 47 5.10 DIE DICHTE VON FESTKOERPERN . . . . 47 DIE PHYSIKALISCHE GRUNDLAGE DES ELASTIZITAETSMODULS 51 6.1 EINFUEHRUNG 51 6.2 ELASTIZITAETSMODULN VON KRISTALLEN 51 6.3 GUMMIWERKSTOFFE UND DIE GLAS- TEMPERATUR 52 6.4 VERBUNDWERKSTOFFE 54 6.5 ZUSAMMENFASSUNG 56 DIE ELASTISCHEN KONSTANTEN 23 3.1 EINFUEHRUNG 23 3.2 DEFINITION DER SPANNUNG 23 3.3 DEFINITION DER DEHNUNG 25 3.4 DAS HOOKE'SCHE GESETZ 26 3.5 MESSUNG DES ELASTIZITAETSMODULS . 27 3.6 WERTE FUER DEN ELASTIZITAETSMODUL . 28 BINDUNGEN ZWISCHEN ATOMEN 31 4.1 EINFUEHRUNG 31 4.2 PRIMAERBINDUNGEN 31 4.3 SEKUNDAERBINDUNGEN 34 FALLSTUDIEN ZUM ELASTIZITAETSMODUL ALS ENTSCHEIDENDER WERKSTOFFPARAMETER 59 7.1 FALLSTUDIE 1: EIN TELESKOPSPIEGEL. AUSWAHL EINES WERKSTOFFS, DER DIE DURCHBIEGUNG EINER SCHEIBE UN- TER IHREM EIGENGEWICHT MINIMIERT 59 7.2 FALLSTUDIE 2: WERKSTOFFAUSWAHL FUER EINEN TRAEGER MINIMALEN GEWICHTS BEI GEGEBENER STEIFIGKEIT 62 7.3 FALLSTUDIE 3: WERKSTOFFAUSWAHL FUER MINIMALE KOSTEN EINES TRAE- GERS BEI GEGEBENER STEIFIGKEIT . 63 VIII INHALTSVERZEICHNIS C STRECKGRENZE, ZUGFESTIGKEIT UND VERFORMUNGSFAEHIGKEIT 67 8 STRECKGRENZE, ZUGFESTIGKEIT UND VERFORMUNGSFAEHIGKEIT 69 8.1 EINFUEHRUNG 69 8.2 LINEARE UND NICHTLINEARE ELASTIZI- TAET, ANELASTISCHES VERHALTEN . . . . 69 8.3 BELASTUNGS-DEHNUNGS-KURVEN FUER NICHT ELASTISCHES (PLASTISCHES) VERHALTEN 71 8.4 WAHRE SPANNUNGS-DEHNUNGS- KURVEN FUER PLASTISCHE VERFORMUNG 72 8.5 PLASTISCHE VERFORMUNGSARBEIT . 74 8.6 DER ZUGVERSUCH 74 8.7 ZAHLENWERTE 75 8.8 DIE HAERTEPRUEFUNG 77 8.9 UEBERSICHT UEBER BEGRIFFE AUS DIESEM KAPITEL UND EINIGE NUETZLICHE BEZIEHUNGEN 78 9 VERSETZUNGEN UND FLIESSEN IN KRISTALLEN 83 9.1 EINFUEHRUNG 83 9.2 DIE FESTIGKEIT EINES IDEALEN KRISTALLS 83 9.3 VERSETZUNGEN IN KRISTALLEN . . . . 84 9.4 DIE AUF EINE VERSETZUNG WIRKENDE KRAFT 90 9.5 WEITERE EIGENSCHAFTEN VON VER- SETZUNGEN 90 10 VERFESTIGUNGSVERFAHREN UND DIE PLASTIZITAET VON POLYKRISTALLEN 93 10.1 EINFUEHRUNG 93 10.2 VERFESTIGUNGSMECHANISMEN . . . . 93 10.3 MISCHKRISTALLVERFESTIGUNG 93 10.4 AUSSCHEIDUNGSHAERTEN UND DISPERSIONSVERFESTIGUNG 94 10.5 KALTVERFESTIGUNG 95 10.6 DIE VERSETZUNGSSTRECKGRENZE . 96 10.7 FLIESSEN IN POLYKRISTALLEN 96 10.8 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN . 98 11 KONTINUUMSASPEKTE DER PLASTISCHEN VERFORMUNG 101 11.1 EINFUEHRUNG 101 11.2 FLIESSBEGINN UND DIE SCHERFESTIGKEIT R P 101 11.3 EIN GENAUERER BLICK AUF DIE HAERTEPRUEFUNG 102 11.4 PLASTISCHE INSTABILITAET: EINSCHNUE- RUNG BEI ZUGBELASTUNG 103 12 FALLSTUDIEN ZUR STRECKGRENZE ALS ENTSCHEIDENDER WERKSTOFFPARAMETER 109 12.1 EINFUEHRUNG 109 12.2 FALLSTUDIE 1: ELASTISCHE KONSTRUK- TIONSWERKSTOFFE FUER FEDERN . . . . 109 12.3 FALLSTUDIE 2: PLASTISCHE KON- STRUKTIONSWERKSTOFFE FUER EINEN DRUCKBEHAELTER 112 12.4 FALLSTUDIE 3: GROSSE PLASTISCHE DEHNUNG - WALZEN VON METALLEN . 113 INSTABILE RISSAUSBREITUNG, SPROEDBRUCH UND ZAEHIGKEIT 117 13 INSTABILE RISSAUSBREITUNG UND ZAEHIG- KEIT 119 13.1 EINFUEHRUNG 119 13.2 DAS ENERGIEKRITERIUM FUER DIE INSTABILE RISSAUSBREITUNG 119 13.3 WERTE FUER G C UND K C 122 14 MIKROMECHANISMEN DER INSTABILEN RISSAUSBREITUNG 127 14.1 EINFUEHRUNG 127 14.2 MECHANISMEN DER RISSAUS- BREITUNG, 1: VERFORMUNGSBRUCH . . 127 14.3 MECHANISMEN DER RISSAUS- BREITUNG, 2: SPROEDBRUCH 129 14.4 VERBUNDWERKSTOFFE EINSCHLIESSLICH HOLZ 130 14.5 VERMEIDUNG SPROEDER LEGIERUNGEN 130 15 FALLSTUDIEN ZUR INSTABILEN RISSAUSBREITUNG 133 15.1 EINFUEHRUNG 133 15.2 FALLSTUDIE 1: INSTABILE RISSAUS- BREITUNG IN EINEM AMMONIAKTANK 133 15.3 FALLSTUDIE 2: EXPLOSION EINES PLEXIGLASFENSTERS WAEHREND EINES HYDROSTATISCHEN DRUCKVERSUCHS . . 135 INHALTSVERZEICHNIS IX 15.4 15.5 FALLSTUDIE 3: BERSTEN DER POLYURETHANSCHAUM-SCHUTZHUELLE FUER EINEN TANK MIT FLUESSIGEM METHAN 137 FALLSTUDIE 4: ZUSAMMENBRUCH EINES HOELZERNEN BALKONGELAENDERS . 140 16 STREUUNG DER FESTIGKEITSWERTE SPROEDER WERKSTOFFE 145 16.1 EINFUEHRUNG 145 16.2 STATISTISCHE BEHANDLUNG DER FESTIGKEIT UND WEIBULL-VERTEILUNG 147 16.3 FALLSTUDIE: BERSTEN EINER POLYURETHANSCHAUM-SCHUTZHUELLE FUER EINEN TANK MIT FLUESSIGEM METHAN 149 E ERMUEDUNG 153 17 ERMUEDUNG 155 17.1 EINFUEHRUNG 155 17.2 ERMUEDUNG VON RISSFREIEN BAUTEILEN 156 17.3 ERMUEDUNG VON RISSBEHAFTETEN BAUTEILEN 158 17.4 ERMUEDUNGSMECHANISMEN 159 T8 ERMUEDUNGSGERECHTE KONSTRUKTION 163 18.1 EINFUEHRUNG 163 18.2 ERMUEDUNGSDATEN FUER RISSFREIE BAUTEILE 163 18.3 SPANNUNGSKONZENTRATION 163 18.4 DER KERBEMPFINDLICHKEITSFAKTOR . 164 18.5 DATEN ZUR ERMUEDUNG VON SCHWEISSVERBINDUNGEN 166 18.6 VERFAHREN ZUR VERBESSERUNG DES ERMUEDUNGSVERHALTENS 167 18.7 KONSTRUKTIVE VERMINDERUNG VON WECHSELBELASTUNGEN 168 18.8 UEBERPRUEFEN VON DRUCKBEHAELTERN AUF ERMUEDUNGSRISSE 170 19 FALLSTUDIEN ZUM ERMUEDUNGSBRUCH 173 19.1 EINFUEHRUNG 173 19.2 FALLSTUDIE 1: LANGZEITERMUE- DUNG EINES RISSFREIEN BAUTEILS - VERSAGEN DER TRAKTUR IN EINER PFEIFENORGEL 173 19.3 FALLSTUDIE 2: KURZZEITERMUEDUNG EINES RISSFREIEN BAUTEILS - VERSA- GEN DER AUFHAENGEOESE AN EINEM UNTERWASSERFAHRZEUG 19.4 FALLSTUDIE 3: ERMUEDUNG EINES RISSBEHAFTETEN BAUTEILS - DIE SICHERHEIT EINER DAMPFMASCHI- NENGETRIEBENEN PUMPE F KRIECHDEHNUNG UND KRIECHBRUCH 178 181 187 20 KRIECHVORGAENGE UND KRIECHBRUCH 189 20.1 EINFUEHRUNG 189 20.2 KRIECHVERSUCHE UND ZEIT- DEHNUNGS-KURVEN 192 20.3 SPANNUNGSRELAXATION 194 20.4 KRIECHSCHAEDIGUNG UND KRIECHBRUCH 195 20.5 KRIECHBESTAENDIGE WERKSTOFFE . 196 21 KINETISCHE THEORIE DER DIFFUSION 199 21.1 EINFUEHRUNG 199 21.2 DIFFUSION UND 1. FICK'SCHES GESETZ 200 21.3 DATEN FUER DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN 202 21.4 DIFFUSIONSMECHANISMEN 203 22 KRIECHMECHANISMEN UND KRIECHBESTAEN- DIGE WERKSTOFFE 207 22.1 EINFUEHRUNG 207 22.2 KRIECHMECHANISMEN: METALLE UND KERAMIKEN 207 22.3 KRIECHMECHANISMEN BEI POLYMEREN 212 22.4 AUSWAHL MOEGLICHST KRIECHBESTAEN- DIGER WERKSTOFFE 214 23 DIE TURBINENSCHAUFEL - EINE FALLSTUDIE ZUM KRIECHVERHALTEN ALS ENTSCHEIDENDE WERKSTOFFEIGENSCHAFT 217 23.1 EINFUEHRUNG 217 23.2 FUER EINE TURBINENSCHAUFEL ERFOR- DERLICHE MATERIALEIGENSCHAFTEN . . 218 23.3 NICKELBASIS-SUPERLEGIERUNGEN . . . 218 23.4 TECHNISCHE ENTWICKLUNGEN: SCHAUFELKUEHLUNG 221 23.5 KUENFTIGE ENTWICKLUNGEN: METALLE UND METALL-MATRIX- VERBUNDWERKSTOFFE 223 X INHALTSVERZEICHNIS 23.6 KUENFTIGE ENTWICKLUNGEN: HOCHTEMPERATURKERAMIKEN . . . . 223 23.7 KOSTENEFFIZIENZ 224 G OXIDATION UND KORROSION 227 24 OXIDATION VON WERKSTOFFEN 229 24.1 EINFUEHRUNG 229 24.2 DIE OXIDATIONSENERGIE 229 24.3 OXIDATIONSGESCHWINDIGKEITEN . 231 24.4 WERTE 232 24.5 MIKROMECHANISMEN 233 25 FALLSTUDIEN ZUR TROCKENEN OXIDATION 237 25.1 EINFUEHRUNG 237 25.2 FALLSTUDIE 1: NICHTROSTENDE LEGIERUNGEN 237 25.3 FALLSTUDIE 2: SCHUTZ VON TURBINENSCHAUFELN 238 25.4 EINE LETZTE ANMERKUNG ZU FUEGEVERFAHREN 241 26 NASSKORROSION VON WERKSTOFFEN 243 26.1 EINFUEHRUNG 243 26.2 NASSKORROSION 243 26.3 NORMALPOTENZIALE ALS TRIEBKRAEFTE FUER DIE NASSOXIDATION 244 26.4 GESCHWINDIGKEITEN DER NASSOXIDATION 246 26.5 LOKALER ANGRIFF 246 27 FALLSTUDIEN ZUR NASSKORROSION 251 27.1 EINFUEHRUNG 251 27.2 FALLSTUDIE 1: SCHUTZ VON UNTERIR- DISCHEN ROHRLEITUNGEN 251 27.3 FALLSTUDIE 2: WERKSTOFFE FUER EIN LEICHTES FABRIKDACH 253 27.4 FALLSTUDIE 3: AUSPUFFANLAGEN FUER KRAFTFAEHRZEUGE 254 H REIBUNG, ABRIEB UND VERSCHLEISS 257 28 REIBUNG UND VERSCHLEISS 259 28.1 EINFUEHRUNG 259 28.2 REIBUNG ZWISCHEN WERKSTOFFEN . . 259 28.3 WERTE VON REIBUNGSKOEFFIZIENTEN . 261 28.4 SCHMIERUNG 262 28.5 VERSCHLEISS VON WERKSTOFFEN . . . . 263 28.6 OBERFLAECHEN- UND VOLUMENEIGEN- SCHAFTEN 264 29 FALLSTUDIEN ZU REIBUNG UND VERSCHLEISS 267 29.1 EINFUEHRUNG 267 29.2 FALLSTUDIE 1: KONSTRUKTION VON RADIALGLEITLAGERN 267 29.3 FALLSTUDIE 2: WERKSTOFFE FUER SKIER UND SCHLITTENKUFEN 270 29.4 FALLSTUDIE 3: GUMMI MIT STARKER REIBUNG 271 I THERMISCHE WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 275 30 THERMISCHE WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 277 30.1 EINFUEHRUNG 277 30.2 WAERMEKAPAZITAET 277 30.3 STATIONAERE WAERMELEITUNG 277 30.4 STATIONAERE WAERMELEITUNG DURCH SCHICHTVERBUNDE 279 30.5 WAERMEAUSDEHNUNG 280 30.6 WAERMESPANNUNGEN UND THERMO- SCHOCK 281 30.7 DATEN THERMISCHER EIGENSCHAFTEN WICHTIGER WERKSTOFFE 284 J KONSTRUIEREN MIT METALLEN, KERAMIKEN, KUNSTSTOFFEN UND VERBUNDWERKSTOFFEN 289 31 WERKSTOFFGERECHTES KONSTRUIEREN 291 31.1 EINFUEHRUNG 291 31.2 KONSTRUKTIONSMETHODIK 293 32 ABSCHLIESSENDE FALLSTUDIE: WERKSTOFFE UND ENERGIE BEI DER FAHRZEUGKON- STRUKTION 297 32.1 EINFUEHRUNG 297 32.2 ENERGIE UND AUTOS 297 32.3 MOEGLICHKEITEN ZUR REDUZIERUNG DES ENERGIEVERBRAUCHS 297 32.4 WERKSTOFFE IM AUTO 298 32.5 ALTERNATIVE WERKSTOFFE 298 32.6 HERSTELLUNGSVERFAHREN 302 32.7 SCHLUSSFOLGERUNGEN 303 ANHANG I: SYMBOLE UND FORMELN 305 DIE WICHTIGSTEN SYMBOLE 305 DIE WICHTIGSTEN FORMELN 306 ANHANG II: ERGEBNISSE DER AUFGABEN 309 INHALTSVERZEICHNIS XI LITERATUR 311 SACHREGISTER 313
adam_txt	MICHAEL F. ASHBY/ DAVID R. H. JONES WERKSTOFFE 1: EIGENSCHAFTEN, MECHANISMEN UND ANWENDUNGEN DEUTSCHE AUSGABE HERAUSGEGEBEN VON MICHAEL HEINZELMANN AUS DEM ENGLISCHEN UEBERSETZT VON MICHAEL BASLER, CARSTEN HEINISCH, BURKHARD SCHAEFER UND MICHAEL ZILLGITT ELSEVIER SPEKTRUM AKADEMISCHER VERLAG INHALTSVERZEICHNIS VORWORT ZUR DEUTSCHEN AUSGABE V ALLGEMEINE EINFUEHRUNG XIII BEGLEITMATERIALIEN XV 1 KONSTRUKTIONSWERKSTOFFE UND IHRE EIGENSCHAFTEN 1 1.1 EINFUEHRUNG 1 1.2 BEISPIELE FUER DIE WERKSTOFFAUSWAHL 2 A PREIS UND VERFUEGBARKEIT 11 2 PREIS UND VERFUEGBARKEIT VON WERKSTOFFEN 13 2.1 EINFUEHRUNG 13 2.2 PREISANGABEN FUER WERKSTOFFE . 13 2.3 VERWENDUNGSMOEGLICHKEITEN VON WERKSTOFFEN 14 2.4 ALLGEGENWAERTIGE WERKSTOFFE . . . . 15 2.5 EXPONENTIELLES WACHSTUM UND DIE VERDOPPLUNGSZEIT DES VER- BRAUCHS 16 2.6 ZUR VERFUEGBARKEIT VON RESSOURCEN 17 2.7 EIN AUSBLICK IN DIE ZUKUNFT . 18 2.8 SCHLUSSFOLGERUNGEN 18 B DIE ELASTISCHEN KONSTANTEN 21 4.4 FESTE UND FLUESSIGE AGGREGATZUSTAENDE 36 4.5 INTERATOMARE KRAEFTE 36 ATOMANORDNUNG IN FESTKOERPERN 39 5.1 EINFUEHRUNG 39 5.2 DIE ATOMANORDNUNG IN KRISTALLEN 39 5.3 DICHTEST GEPACKTE STRUKTUREN UND KRISTALLENERGIEN 39 5.4 KRISTALLOGRAPHIE 41 5.5 EBENENINDIZES 42 5.6 RICHTUNGSINDIZES 43 5.7 WEITERE WICHTIGE EINFACHE KRISTALLSTRUKTUREN 44 5.8 DIE ATOMANORDNUNG IN KUNSTSTOFFEN 44 5.9 DIE ATOMANORDNUNG IN ANORGANISCHEN GLAESERN 47 5.10 DIE DICHTE VON FESTKOERPERN . . . . 47 DIE PHYSIKALISCHE GRUNDLAGE DES ELASTIZITAETSMODULS 51 6.1 EINFUEHRUNG 51 6.2 ELASTIZITAETSMODULN VON KRISTALLEN 51 6.3 GUMMIWERKSTOFFE UND DIE GLAS- TEMPERATUR 52 6.4 VERBUNDWERKSTOFFE 54 6.5 ZUSAMMENFASSUNG 56 DIE ELASTISCHEN KONSTANTEN 23 3.1 EINFUEHRUNG 23 3.2 DEFINITION DER SPANNUNG 23 3.3 DEFINITION DER DEHNUNG 25 3.4 DAS HOOKE'SCHE GESETZ 26 3.5 MESSUNG DES ELASTIZITAETSMODULS . 27 3.6 WERTE FUER DEN ELASTIZITAETSMODUL . 28 BINDUNGEN ZWISCHEN ATOMEN 31 4.1 EINFUEHRUNG 31 4.2 PRIMAERBINDUNGEN 31 4.3 SEKUNDAERBINDUNGEN 34 FALLSTUDIEN ZUM ELASTIZITAETSMODUL ALS ENTSCHEIDENDER WERKSTOFFPARAMETER 59 7.1 FALLSTUDIE 1: EIN TELESKOPSPIEGEL. AUSWAHL EINES WERKSTOFFS, DER DIE DURCHBIEGUNG EINER SCHEIBE UN- TER IHREM EIGENGEWICHT MINIMIERT 59 7.2 FALLSTUDIE 2: WERKSTOFFAUSWAHL FUER EINEN TRAEGER MINIMALEN GEWICHTS BEI GEGEBENER STEIFIGKEIT 62 7.3 FALLSTUDIE 3: WERKSTOFFAUSWAHL FUER MINIMALE KOSTEN EINES TRAE- GERS BEI GEGEBENER STEIFIGKEIT . 63 VIII INHALTSVERZEICHNIS C STRECKGRENZE, ZUGFESTIGKEIT UND VERFORMUNGSFAEHIGKEIT 67 8 STRECKGRENZE, ZUGFESTIGKEIT UND VERFORMUNGSFAEHIGKEIT 69 8.1 EINFUEHRUNG 69 8.2 LINEARE UND NICHTLINEARE ELASTIZI- TAET, ANELASTISCHES VERHALTEN . . . . 69 8.3 BELASTUNGS-DEHNUNGS-KURVEN FUER NICHT ELASTISCHES (PLASTISCHES) VERHALTEN 71 8.4 WAHRE SPANNUNGS-DEHNUNGS- KURVEN FUER PLASTISCHE VERFORMUNG 72 8.5 PLASTISCHE VERFORMUNGSARBEIT . 74 8.6 DER ZUGVERSUCH 74 8.7 ZAHLENWERTE 75 8.8 DIE HAERTEPRUEFUNG 77 8.9 UEBERSICHT UEBER BEGRIFFE AUS DIESEM KAPITEL UND EINIGE NUETZLICHE BEZIEHUNGEN 78 9 VERSETZUNGEN UND FLIESSEN IN KRISTALLEN 83 9.1 EINFUEHRUNG 83 9.2 DIE FESTIGKEIT EINES IDEALEN KRISTALLS 83 9.3 VERSETZUNGEN IN KRISTALLEN . . . . 84 9.4 DIE AUF EINE VERSETZUNG WIRKENDE KRAFT 90 9.5 WEITERE EIGENSCHAFTEN VON VER- SETZUNGEN 90 10 VERFESTIGUNGSVERFAHREN UND DIE PLASTIZITAET VON POLYKRISTALLEN 93 10.1 EINFUEHRUNG 93 10.2 VERFESTIGUNGSMECHANISMEN . . . . 93 10.3 MISCHKRISTALLVERFESTIGUNG 93 10.4 AUSSCHEIDUNGSHAERTEN UND DISPERSIONSVERFESTIGUNG 94 10.5 KALTVERFESTIGUNG 95 10.6 DIE VERSETZUNGSSTRECKGRENZE . 96 10.7 FLIESSEN IN POLYKRISTALLEN 96 10.8 ABSCHLIESSENDE BEMERKUNGEN . 98 11 KONTINUUMSASPEKTE DER PLASTISCHEN VERFORMUNG 101 11.1 EINFUEHRUNG 101 11.2 FLIESSBEGINN UND DIE SCHERFESTIGKEIT R P 101 11.3 EIN GENAUERER BLICK AUF DIE HAERTEPRUEFUNG 102 11.4 PLASTISCHE INSTABILITAET: EINSCHNUE- RUNG BEI ZUGBELASTUNG 103 12 FALLSTUDIEN ZUR STRECKGRENZE ALS ENTSCHEIDENDER WERKSTOFFPARAMETER 109 12.1 EINFUEHRUNG 109 12.2 FALLSTUDIE 1: ELASTISCHE KONSTRUK- TIONSWERKSTOFFE FUER FEDERN . . . . 109 12.3 FALLSTUDIE 2: PLASTISCHE KON- STRUKTIONSWERKSTOFFE FUER EINEN DRUCKBEHAELTER 112 12.4 FALLSTUDIE 3: GROSSE PLASTISCHE DEHNUNG - WALZEN VON METALLEN . 113 INSTABILE RISSAUSBREITUNG, SPROEDBRUCH UND ZAEHIGKEIT 117 13 INSTABILE RISSAUSBREITUNG UND ZAEHIG- KEIT 119 13.1 EINFUEHRUNG 119 13.2 DAS ENERGIEKRITERIUM FUER DIE INSTABILE RISSAUSBREITUNG 119 13.3 WERTE FUER G C UND K C 122 14 MIKROMECHANISMEN DER INSTABILEN RISSAUSBREITUNG 127 14.1 EINFUEHRUNG 127 14.2 MECHANISMEN DER RISSAUS- BREITUNG, 1: VERFORMUNGSBRUCH . . 127 14.3 MECHANISMEN DER RISSAUS- BREITUNG, 2: SPROEDBRUCH 129 14.4 VERBUNDWERKSTOFFE EINSCHLIESSLICH HOLZ 130 14.5 VERMEIDUNG SPROEDER LEGIERUNGEN 130 15 FALLSTUDIEN ZUR INSTABILEN RISSAUSBREITUNG 133 15.1 EINFUEHRUNG 133 15.2 FALLSTUDIE 1: INSTABILE RISSAUS- BREITUNG IN EINEM AMMONIAKTANK 133 15.3 FALLSTUDIE 2: EXPLOSION EINES PLEXIGLASFENSTERS WAEHREND EINES HYDROSTATISCHEN DRUCKVERSUCHS . . 135 INHALTSVERZEICHNIS IX 15.4 15.5 FALLSTUDIE 3: BERSTEN DER POLYURETHANSCHAUM-SCHUTZHUELLE FUER EINEN TANK MIT FLUESSIGEM METHAN 137 FALLSTUDIE 4: ZUSAMMENBRUCH EINES HOELZERNEN BALKONGELAENDERS . 140 16 STREUUNG DER FESTIGKEITSWERTE SPROEDER WERKSTOFFE 145 16.1 EINFUEHRUNG 145 16.2 STATISTISCHE BEHANDLUNG DER FESTIGKEIT UND WEIBULL-VERTEILUNG 147 16.3 FALLSTUDIE: BERSTEN EINER POLYURETHANSCHAUM-SCHUTZHUELLE FUER EINEN TANK MIT FLUESSIGEM METHAN 149 E ERMUEDUNG 153 17 ERMUEDUNG 155 17.1 EINFUEHRUNG 155 17.2 ERMUEDUNG VON RISSFREIEN BAUTEILEN 156 17.3 ERMUEDUNG VON RISSBEHAFTETEN BAUTEILEN 158 17.4 ERMUEDUNGSMECHANISMEN 159 T8 ERMUEDUNGSGERECHTE KONSTRUKTION 163 18.1 EINFUEHRUNG 163 18.2 ERMUEDUNGSDATEN FUER RISSFREIE BAUTEILE 163 18.3 SPANNUNGSKONZENTRATION 163 18.4 DER KERBEMPFINDLICHKEITSFAKTOR . 164 18.5 DATEN ZUR ERMUEDUNG VON SCHWEISSVERBINDUNGEN 166 18.6 VERFAHREN ZUR VERBESSERUNG DES ERMUEDUNGSVERHALTENS 167 18.7 KONSTRUKTIVE VERMINDERUNG VON WECHSELBELASTUNGEN 168 18.8 UEBERPRUEFEN VON DRUCKBEHAELTERN AUF ERMUEDUNGSRISSE 170 19 FALLSTUDIEN ZUM ERMUEDUNGSBRUCH 173 19.1 EINFUEHRUNG 173 19.2 FALLSTUDIE 1: LANGZEITERMUE- DUNG EINES RISSFREIEN BAUTEILS - VERSAGEN DER TRAKTUR IN EINER PFEIFENORGEL 173 19.3 FALLSTUDIE 2: KURZZEITERMUEDUNG EINES RISSFREIEN BAUTEILS - VERSA- GEN DER AUFHAENGEOESE AN EINEM UNTERWASSERFAHRZEUG 19.4 FALLSTUDIE 3: ERMUEDUNG EINES RISSBEHAFTETEN BAUTEILS - DIE SICHERHEIT EINER DAMPFMASCHI- NENGETRIEBENEN PUMPE F KRIECHDEHNUNG UND KRIECHBRUCH 178 181 187 20 KRIECHVORGAENGE UND KRIECHBRUCH 189 20.1 EINFUEHRUNG 189 20.2 KRIECHVERSUCHE UND ZEIT- DEHNUNGS-KURVEN 192 20.3 SPANNUNGSRELAXATION 194 20.4 KRIECHSCHAEDIGUNG UND KRIECHBRUCH 195 20.5 KRIECHBESTAENDIGE WERKSTOFFE . 196 21 KINETISCHE THEORIE DER DIFFUSION 199 21.1 EINFUEHRUNG 199 21.2 DIFFUSION UND 1. FICK'SCHES GESETZ 200 21.3 DATEN FUER DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN 202 21.4 DIFFUSIONSMECHANISMEN 203 22 KRIECHMECHANISMEN UND KRIECHBESTAEN- DIGE WERKSTOFFE 207 22.1 EINFUEHRUNG 207 22.2 KRIECHMECHANISMEN: METALLE UND KERAMIKEN 207 22.3 KRIECHMECHANISMEN BEI POLYMEREN 212 22.4 AUSWAHL MOEGLICHST KRIECHBESTAEN- DIGER WERKSTOFFE 214 23 DIE TURBINENSCHAUFEL - EINE FALLSTUDIE ZUM KRIECHVERHALTEN ALS ENTSCHEIDENDE WERKSTOFFEIGENSCHAFT 217 23.1 EINFUEHRUNG 217 23.2 FUER EINE TURBINENSCHAUFEL ERFOR- DERLICHE MATERIALEIGENSCHAFTEN . . 218 23.3 NICKELBASIS-SUPERLEGIERUNGEN . . . 218 23.4 TECHNISCHE ENTWICKLUNGEN: SCHAUFELKUEHLUNG 221 23.5 KUENFTIGE ENTWICKLUNGEN: METALLE UND METALL-MATRIX- VERBUNDWERKSTOFFE 223 X INHALTSVERZEICHNIS 23.6 KUENFTIGE ENTWICKLUNGEN: HOCHTEMPERATURKERAMIKEN . . . . 223 23.7 KOSTENEFFIZIENZ 224 G OXIDATION UND KORROSION 227 24 OXIDATION VON WERKSTOFFEN 229 24.1 EINFUEHRUNG 229 24.2 DIE OXIDATIONSENERGIE 229 24.3 OXIDATIONSGESCHWINDIGKEITEN . 231 24.4 WERTE 232 24.5 MIKROMECHANISMEN 233 25 FALLSTUDIEN ZUR TROCKENEN OXIDATION 237 25.1 EINFUEHRUNG 237 25.2 FALLSTUDIE 1: NICHTROSTENDE LEGIERUNGEN 237 25.3 FALLSTUDIE 2: SCHUTZ VON TURBINENSCHAUFELN 238 25.4 EINE LETZTE ANMERKUNG ZU FUEGEVERFAHREN 241 26 NASSKORROSION VON WERKSTOFFEN 243 26.1 EINFUEHRUNG 243 26.2 NASSKORROSION 243 26.3 NORMALPOTENZIALE ALS TRIEBKRAEFTE FUER DIE NASSOXIDATION 244 26.4 GESCHWINDIGKEITEN DER NASSOXIDATION 246 26.5 LOKALER ANGRIFF 246 27 FALLSTUDIEN ZUR NASSKORROSION 251 27.1 EINFUEHRUNG 251 27.2 FALLSTUDIE 1: SCHUTZ VON UNTERIR- DISCHEN ROHRLEITUNGEN 251 27.3 FALLSTUDIE 2: WERKSTOFFE FUER EIN LEICHTES FABRIKDACH 253 27.4 FALLSTUDIE 3: AUSPUFFANLAGEN FUER KRAFTFAEHRZEUGE 254 H REIBUNG, ABRIEB UND VERSCHLEISS 257 28 REIBUNG UND VERSCHLEISS 259 28.1 EINFUEHRUNG 259 28.2 REIBUNG ZWISCHEN WERKSTOFFEN . . 259 28.3 WERTE VON REIBUNGSKOEFFIZIENTEN . 261 28.4 SCHMIERUNG 262 28.5 VERSCHLEISS VON WERKSTOFFEN . . . . 263 28.6 OBERFLAECHEN- UND VOLUMENEIGEN- SCHAFTEN 264 29 FALLSTUDIEN ZU REIBUNG UND VERSCHLEISS 267 29.1 EINFUEHRUNG 267 29.2 FALLSTUDIE 1: KONSTRUKTION VON RADIALGLEITLAGERN 267 29.3 FALLSTUDIE 2: WERKSTOFFE FUER SKIER UND SCHLITTENKUFEN 270 29.4 FALLSTUDIE 3: GUMMI MIT STARKER REIBUNG 271 I THERMISCHE WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 275 30 THERMISCHE WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 277 30.1 EINFUEHRUNG 277 30.2 WAERMEKAPAZITAET 277 30.3 STATIONAERE WAERMELEITUNG 277 30.4 STATIONAERE WAERMELEITUNG DURCH SCHICHTVERBUNDE 279 30.5 WAERMEAUSDEHNUNG 280 30.6 WAERMESPANNUNGEN UND THERMO- SCHOCK 281 30.7 DATEN THERMISCHER EIGENSCHAFTEN WICHTIGER WERKSTOFFE 284 J KONSTRUIEREN MIT METALLEN, KERAMIKEN, KUNSTSTOFFEN UND VERBUNDWERKSTOFFEN 289 31 WERKSTOFFGERECHTES KONSTRUIEREN 291 31.1 EINFUEHRUNG 291 31.2 KONSTRUKTIONSMETHODIK 293 32 ABSCHLIESSENDE FALLSTUDIE: WERKSTOFFE UND ENERGIE BEI DER FAHRZEUGKON- STRUKTION 297 32.1 EINFUEHRUNG 297 32.2 ENERGIE UND AUTOS 297 32.3 MOEGLICHKEITEN ZUR REDUZIERUNG DES ENERGIEVERBRAUCHS 297 32.4 WERKSTOFFE IM AUTO 298 32.5 ALTERNATIVE WERKSTOFFE 298 32.6 HERSTELLUNGSVERFAHREN 302 32.7 SCHLUSSFOLGERUNGEN 303 ANHANG I: SYMBOLE UND FORMELN 305 DIE WICHTIGSTEN SYMBOLE 305 DIE WICHTIGSTEN FORMELN 306 ANHANG II: ERGEBNISSE DER AUFGABEN 309 INHALTSVERZEICHNIS XI LITERATUR 311 SACHREGISTER 313
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