Festigkeitslehre und Werkstoffmechanik

Werkstoffe sicher beurteilen und richtig einsetzen
1. Auflage 2005
ISBN: 978-3-8348-0078-7
Verlag: Springer

Buch, Deutsch, 236 Seiten, Format (B × H): 170 mm x 240 mm, Gewicht: 447 g

Reihe: Studium Technik

Für Festigkeitsberechnungen ist ein fundiertes Verständnis der Werkstofftechnik erforderlich. Das zweibändige Lehr- und Übungsbuch "Festigkeitslehre und Werkstoffmechanik" verzahnt die klassische Festigkeitslehre eng mit der Werkstofftechnik.

Band 2 "Werkstoffmechanik" hilft dem Leser, das mechanische Verhalten der Werkstoffe im Einsatz richtig zu beurteilen. Zahlreiche Verständnisfragen am Ende aller Hauptkapitel ermöglichen eine Kontrolle des Lernfortschritts.

Zielgruppe

Studierende des Maschinenbaus, der Werkstoff- und Verfahrenstechnik an Fachhochschulen und Technischen Universitäten
Techniker und Ingenieure in der Praxis

Autoren/Hrsg.

Bürgel, Ralf

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Technische Mechanik | Werkstoffkunde Kontinuumsmechanik
• Technische Wissenschaften Maschinenbau | Werkstoffkunde Technische Mechanik | Werkstoffkunde Festigkeitslehre, Belastbarkeit

Inhaltsverzeichnis

Band 2: Werkstoffmechanik.- 1 Festigkeit und Verformung der Metalle.- 1.1 Einführung.- 1.2 Wahre Spannung und wahre Dehnung.- 1.3 Kristallographische Grundlagen.- 1.3.1 Kristallsysteme.- 1.3.2 Indizierung kristallographischer Richtungen und Ebenen.- 1.3.3 Packungsdichte.- 1.3.4 Stapelfehlerund Stapelfehlerenergie.- 1.4 Arten der Verformung.- 1.4.1 Elastische Verformung.- 1.4.2 Merkmale der plastischen Verformung.- 1.5 Theoretische Festigkeit.- 1.6 Versetzungen.- 1.6.1 Versetzungsarten und deren Vorkommen in Kristallen.- 1.6.2 Entstehung von Versetzungen.- 1.6.3 Spannungsfeld und Verzerrungsenergie der Versetzungen.- 1.6.4 Aufspaltung von Versetzungen, Einfluss der Stapelfehlerenergie.- 1.7 Elementarprozesse der Versetzungsbewegung.- 1.7.1 Gleiten von Versetzungen.- 1.7.2 Schneiden von Versetzungen.- 1.7.3 Quergleiten von Schraubenversetzungen.- 1.7.4 Klettern von Stufenversetzungen.- 1.8 Erholung.- 1.9 Fließspannung und Verfestigung.- 1.9.1 Ausbauchspannung.- 1.9.2 Passierspannung.- 1.9.3 Zusammenfassung aller Spannungsanteile.- 1.9.4 Tieftemperaturverhalten von krz. Werkstoffen.- 1.10 Vielkristallverformung.- 1.10.1 Bedingungen für Vielkristallverformung.- 1.10.2 Fließkurven von Vielkristallen.- 1.10.3 Ausgeprägte Streckgrenze.- 1.10.4 Statische und dynamische Reckalterung.- 1.10.5 Einfluss der Korngröße auf die Streckgrenze.- 1.11 Kriechen.- 1.11.1 Einführung.- 1.11.2 Versuche und Kennwerte.- 1.11.3 Mikrostrukturelle Deutung des Kriechens.- 1.11.4 Spannungs- und Temperaturabhängigkeit des Kriechens.- 1.11.5 Einfluss der Korngröße auf das Kriechen.- 1.11.6 Zusammenfassung der Kriechverformungsanteile.- 1.12 Eigenspannungen und Spannungsrelaxation.- 1.13 Legierungshärtung.- 1.13.1 Übersicht über Härtungsmechanismen.- 1.13.2 Mischkristallhärtung.- 1.13.3 Teilchenhärtung.- 1.14 Zusammenfassung der Härtungsmechanismen.- Weiterführende Literatur zu Kapitel 1.- Literaturnachweise zu Kapitel 1.- Fragensammlung zu Kapitel 1.- 2 Zyklische Belastung.- 2.1 Einführung und Definitionen.- 2.2 Festigkeit bei schwingender Belastung.- 2.2.1 Wöhler-Diagramme.- 2.2.2 Dauerschwingfestigkeitsschaubilder.- 2.3 Einflussgrößen auf die Dauerschwingfestigkeit.- 2.3.1 Werkstoffbedingte Einflussgrößen.- 2.3.2 Geometrische und konstruktive Einflussgrößen.- 2.3.3 Beanspruchungsbedingte Einflussgrößen.- 2.4 Reibermüdung/Fretting Fatigue.- 2.5 Zyklische Belastungskollektive.- Weiterführende Literatur zu Kapitel 2.- Literaturnachweise zu Kapitel 2.- Fragensammlung zu Kapitel 2.- 3 Spannungskonzentrationen und Kerbwirkung.- 3.1 Spannungs- und Verformungszustände im Kerbbereich.- 3.2 Fließbeginn im Kerbbereich.- 3.3 Plastifizierung im Kerbbereich.- 3.4 Kerbeinfluss auf die Zugfestigkeit.- Weiterführende Literatur zu Kapitel 3.- Literaturnachweise zu Kapitel 3.- Fragensammlung zu Kapitel 3.- 4 Bruchmechanik.- 4.1 Einführung.- 4.2 Plastischer Kollaps und Grenztragfähigkeit.- 4.3 Linear-elastische Bruchmechanik (LEBM).- 4.3.1 Spannungen an der Rissspitze.- 4.3.2 Spannungsintensitätsfaktor.- 4.3.3 Kritischer Spannungsintensitätsfaktor, Riss- oder Bruchzähigkeit.- 4.3.4 Bruchmechanische Bewertung und Restfestigkeit.- 4.3.5 Dehnungs- und Spannungszustände in der Rissumgebung.- 4.3.6 Plastische Zone.- 4.3.7 Leck-vor-Bruch-Kriterium.- 4.4 Energiebilanz bei Rissausbreitung und Bruch.- Weiterführende Literatur zu Kapitel 4.- Literaturnachweise zu Kapitel 4.- Fragensammlung zu Kapitel 4.- 5 Versagensmechanismen.- 5.1 Einführung.- 5.2 Energiebilanz der Risskeimbildung.- 5.3 Sprödbrüche.- 5.3.1 Allgemeines.- 5.3.2 Sprödbruch unter Druckbelastung.- 5.3.3 Spröder Torsionsbruch.- 5.3.4 Ideale Sprödbrüche.- 5.3.5 Reale Sprödbrüche.- 5.3.6 Statistik der Festigkeiten spröder Werkstoffe.- 5.4 Duktilbrüche.- 5.5 Ermüdung und Schwingungsbrüche.- 5.5.1 Einführung.- 5.5.2 Bereich I — Zyklische Ver- und Entfestigung sowie Verformungslokalisierung.- 5.5.3 Bereich II — Mikrorissbildung.- 5.5.4 Bereich III -Stabiles Risswachstum.- 5.5.5 Bereich IV — Instabiles Risswachstum und Restgewaltbruch.- 5.5.6 Auswertung von Ermüdungsbruchflächen.- 5.6 Kriechschädigung und Zeitstandbrüche.- 5.6.1 Einführung.- 5.6.2 Bruchmechanismuskarten.- 5.6.3 Entwicklung der Kriechschädigung.- 5.6.4 Mechanismus der interkristallinen Kriechschädigung.- Weiterführende Literatur zu Kapitel 5.- Literaturnachweise zu Kapitel 5.- Fragensammlung zu Kapitel 5.- Sachwortverzeichnis.

Über Autor(innen)

Prof. Dr.-Ing. Ralf Bürgel war langjährig im Kraftwerksbau tätig und danach Professor für Metallkunde und Werkstoffmechanik an der Fachhochschule Osnabrück.