Zugfestigkeit von Stahl
Hat die Länge einer Stahlstange Einfluss auf die Zugfestigkeit
2 Antworten
Die Zugfestigkeit ist eine in Zug/Druckversuchen ermittelte Werkstoffkonstante
-materialabhängig
-tempraturabhängig
-dickenabhängig
aber nicht längenabhängig
Die Zugfestigkeit errechnet sich aus Re = F (Kraft) in Newton / A Fläche in mm^2. Länge kommt hier nicht vor.
Ein Stahl mit der Bezeichnung S235 hat einen Mindestzugfestigkeit Re von 235 N/mm^2 bei 20° Celsius im Dickenbereich von ca. 16 bis 60 mm. Dickere Stähle = niedrigere Zugfestigkeit. Höhere Temperaturen = niedrigere Zugfestigkeit. Dünnere Stäbe evtl. höhere Zugfestigkeiten, niedriger Temperaturen niedriger Zugfestigkeiten.
Für jeden Stahl gibt es eigene Zugfestigkeitswerte, nachzulesen in entsprechenden Werkstofftabellen.
Mit der Mindestzugfestigkeit eines Stahls kann man errechnen, bei welcher Länge ein Stab, den man herabhängen lässt, von einer bestimmten Dicke (Gewichtskraft) bei einer bestimmten Temperatur, an der Befestigungsstelle mit 99%iger Sicherheit gerade eben nicht abreißt und elastisch bleibt und deshalb bei Entlastung wieder in seine Ursprungslänge und -dicke vor der Belastung zurückfedert. (Hooksche Gerade).
Um immer sicher zu gehen, dass das belastete Material unter gegebenen Betriebsbedingungen nicht zerstört wird, werden Dauerfestigkeitsdiagramme in Versuchen für jede Stahlsorte mit den drei Hauptbelastungsfällen Ruhend/Schwellend/Wechselnd erstellt. Zu den dort genannten Werten wird ein Sicherheitsabstand eingerechnet. Zudem sind immer alle möglichen kombinierten Belastungsfälle in theoretischen Rechenformeln (Vergleichsspannung) zu berücksichtigen.
Mit dem Wert Zugfestigkeit Rm max. wird der Wert benannt, bei dem ein Material unter Zug/Druckversuchen zerstört wird.
Für Biegung, Torsion, Scherung, Schwingung, Beulung gibt es andere Festigkeitswerte, die teilweise von Zugfestigkeitswerte abgeleitet werden können, teilweise aber auch keinen Zusammenhang haben.
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Aber natürlich. Die Zugfestigkeit beschreibt die Kraft in N/mm², die von der Stange noch gehalten werden kann.
Bei einer senkrechten Anordnung muss das Werkstück auch noch das eigene Gewicht halten. Andere Anordnungen lassen wir zunächst außer Betracht, da hier noch Schwerkräfte wirken.
Man könnte es gut grafisch darstellen, dass mit zunehmender Länge eines Stabes die notwendige Kraft zum Zerstören des Stabes immer kleiner wird und dann bei einer bestimmten Länge unter dem eigenem Gewicht reißt.