Zyklische Ermüdung von thermisch entspanntem und thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Silikatglas: = Cyclic fatigue of annealed and tempered soda-lime glass
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| Veröffentlicht: |
Berlin
Springer Vieweg
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| Schriftenreihe: | Mechanik, Werkstoffe und Konstruktion im Bauwesen
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INHALTSVERZEICHNIS
LISTE DER FORMELZEICHEN XV
1 EINLEITUNG 1
1.1 PROBLEMSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 1
1.2 AUFBAU DER ARBEIT 4
1.3 BEGRIFFSBESTIMMUNG 6
2 GRUNDLAGEN 9
2.1 ERMUEDUNGSFESTIGKEIT 9
2.1.1 DEFINITIONEN UND BEGRIFFE 9
2.1.2 WOEHLER-VERSUCH 11
2.2 LINEAR ELASTISCHE BRUCHMECHANIK 12
2.2.1 ALLGEMEINES 12
2.2.2 RISSOEFFNUNGSMODI 12
2.2.3 K-KONZEPT 13
2.2.4 GEOMETRIEFAKTOREN 13
2.3 GLAS IM BAUWESEN 17
2.3.1 DEFINITION UND STRUKTUR VON GLAS 17
2.3.2 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN VON KALK-NATRON-SILIKATGLAS 19
2.3.3 HERSTELLUNG VON FLOATGLAS 20
2.3.4 VEREDELUNG DURCH THERMISCHES VORSPANNEN 21
2.3.5 UEBERSICHT DER WICHTIGSTEN GLASARTEN 21
2.4 FESTIGKEIT UND ERMUEDUNG VON GLAS 23
2.4.1 ALLGEMEINES 23
2.4.2 BRUCHZAEHIGKEIT 23
2.4.3 FLAECHENEINFLUSS 24
2.4.4 GEBRAUCHTES GLAS 26
2.4.5 STATISCHE ERMUEDUNG 27
2.4.6 DYNAMISCHE ERMUEDUNG 29
2.4.7 ZYKLISCHE ERMUEDUNG 33
2.4.8 LEBENSDAUERPROGNOSE MIT DEM POTENZGESETZ 37
2.4.9 RISSHEILUNGSEFFEKTE 48
2.5 FRAKTOGRAPHIE VON GLAS 50
2.5.1 ALLGEMEINES 50
2.5.2 BRUCHVORGANG 50
2.5.3 BRUCHSPIEGEL 51
2.5.4 WALLNER-LINIEN 52
2.5.5 BRUCHBILD 53
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XII INHALTSVERZEICHNIS
2.5.6 VERZWEIGUNGSLAENGE UND VERZWEIGUNGSWINKEL 54
2.6 STATISTISCHE METHODEN 56
2.6.1 ALLGEMEINES 56
2.6.2 SCHAETZVERFAHREN 56
2.6.3 KONFIDENZINTERVALLE 58
2.6.4 VERTEILUNGSFUNKTIONEN 61
3 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZUR DEFINIERTEN VORSCHAEDIGUNG 65
3.1 VERSUCHSKONZEPT 65
3.2 REPRODUZIERBARKEIT 69
3.3 KRATZLAENGE 72
3.4 LAGERUNGSDAUER 72
3.5 EINDRINGKRAFT 72
3.6 ZUSAMMENFASSUNG 74
4 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER PROBEKOERPER 75
4.1 ALLGEMEINES 75
4.2 BESCHREIBUNG DER PROBEKOERPER 75
4.3 ABMESSUNGEN 76
4.4 THERMISCHE EIGENSPANNUNGEN 77
4.5 ELASTIZITAETSMODUL 85
4.6 RISSFORTSCHRITTSEXPONENT N 89
4.7 RISSWACHSTUMSPARAMETER V
0
91
4.8 ZUSAMMENFASSUNG 95
5 ZYKLISCHE ERMUEDUNG I 97
5.1 VERSUCHSKONZEPT 97
5.2 PROBEKOERPER 102
5.3 VERSUCHSAUFBAU 102
5.4 FINITE-ELEMENTE-SIMULATION 104
5.5 DURCHFUHRUNG 108
5.5.1 ALLGEMEINES 108
5.5.2 ZINNBAD- UND LUFTSEITE 109
5.5.3 ABKLEBEN DER PROBEKOERPER 109
5.5.4 SCHAEDIGUNG 109
5.5.5 LAGERUNG 111
5.5.6 BIEGEZUGFESTIGKEITSPRUEFUNG 111
5.5.7 DAUERSCHWINGVERSUCHE 112
5.6 VERGLEICHSPROBEKOERPER 113
5.7 BASISVERSUCHE 114
5.8 EINFLUSSPARAMETER 120
5.8.1 FREQUENZ 120
5.8.2 BELASTUNGSTYP 123
INHALTSVERZEICHNIS XIII
5.8.3 BELASTUNGSFUNKTION 125
5.8.4 UMGEBUNGSBEDINGUNGEN 128
5.8.5 SCHAEDIGUNG UND LAGERUNG 132
5.9 AENDERUNG MECHANISCHER EIGENSCHAFTEN 134
5.10 ZUSAMMENFASSUNG 136
6 ZYKLISCHE ERMUEDUNG II 139
6.1 VERSUCHSKONZEPT 139
6.2 PROBEKOERPER 140
6.3 VERSUCHSAUFBAU 140
6.4 DURCHFUHRUNG 142
6.4.1 ALLGEMEINES 142
6.4.2 DAUERSCHWINGVERSUCHE 142
6.5 VERGLEICHSPROBEKOERPER 143
6.6 BASISVERSUCHE 144
6.7 EINFLUSSPARAMETER 145
6.7.1 FREQUENZ 145
6.7.2 BELASTUNGSTYP 146
6.8 ZUSAMMENFASSUNG 147
7 MODELLE ZUR LEBENSDAUERPROGNOSE 149
7.1 ALLGEMEINES 149
7.2 ANALYTISCHES MODELL 149
7.2.1 BESCHREIBUNG DES ANALYTISCHEN MODELLS 149
7.2.2 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE IM VERGLEICH MIT PROGNOSEN ANHAND VON
WERTEN AUS DER LITERATUR 150
7.2.3 ANPASSUNG DER VERSUCHSERGEBNISSE MITTELS REGRESSIONSANALYSE 151
7.3 NUMERISCHES MODELL 157
7.3.1 BESCHREIBUNG DES NUMERISCHEN MODELLS 157
7.3.2 RISSWACHSTUMSSIMULATION 162
7.3.3 ANPASSUNG DER VERSUCHSERGEBNISSE MITTELS DER REGRESSIONSANALYSE.
164
7.4 ZUSAMMENFASSUNG 167
8 DAUERSCHWINGFESTIGKEIT 169
8.1 ALLGEMEINES 169
8.2 AUSWERTUNG DER ZYKLISCHEN VERSUCHE 170
8.3 TREPPENSTUFEN-VERSUCHE 173
8.3.1 ALLGEMEINES 173
8.3.2 DURCHFUHRUNG 174
8.3.3 ERGEBNISSE UND AUSWERTUNG 175
8.4 ZUSAMMENFASSUNG 178
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
9 RISSHEILUNGSEFFEKTE BEI PERIODISCHER BEANSPRUCHUNG 179
9.1 ALLGEMEINES 179
9.2 VERSUCHE MIT BELASTUNGSPAUSEN I - DURCHLAEUFER UND SCHWINGSPIELZAHL
180
9.2.1 VERSUCHSKONZEPT 180
9.2.2 DURCHFUHRUNG 181
9.2.3 ERGEBNISSE UND AUSWERTUNG 182
9.3 VERSUCHE MIT BELASTUNGSPAUSEN II - BIEGEZUGFESTIGKEIT 183
9.3.1 VERSUCHSKONZEPT 183
9.3.2 DURCHFUEHRUNG 183
9.3.3 ERGEBNISSE UND AUSWERTUNG 184
9.4 ZUSAMMENFASSUNG 185
10 BEMESSUNGSKONZEPT 187
11 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 191
11.1 FORSCHUNGSSTAND 191
11.2 ANWENDUNGSPERSPEKTIVEN 193
11.3 AUSBLICK 194
LITERATURVERZEICHNIS 197
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 207
TABELLENVERZEICHNIS 215
ANHANG 221 |
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