Spannungs-Dehnungs-Diagramm

Spannungs-Dehnungs-Diagramm,

 

Mechanik: grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen Spannung und Dehnung; berechnet aus den im Zugversuch ermittelten Werten der Verlängerung eines Probestabes in Abhängigkeit von der Zunahme der Kraft. Die Spannung wird als Kraft, bezogen auf den Ausgangsquerschnitt des Probestabes, definiert. Die Dehnung ist das Verhältnis der Längendifferenz (Verlängerung) des unter Zug stehenden Stabes zur Ausgangslänge vor dem Versuch. Der Verlauf der Kurven ist gekennzeichnet durch den meist linearen elastischen Bereich und den plastischen Bereich. Der Anstieg im elastischen Bereich ergibt sich aus der Proportionalität zwischen Spannung σ und Dehnung ε (hookesches Gesetz), woraus mit bestimmten Einschränkungen (Hysterese) der Elastizitätsmodul ermittelt werden kann. Die weitere Belastung des Werkstoffs hat eine plastische Verformung zur Folge, zuerst wird die Fließgrenze (Streckgrenze) erreicht. Bei Werkstoffen ohne ausgeprägte Fließgrenze wird meist statt dieser die Spannung σ_0,2 (Dehngrenze) angegeben, bei der eine bleibende Dehnung von 0,2 % eintritt. Bei Werkstoffen mit ausgeprägter Fließgrenze steigt zunächst die Spannung, und der Werkstoff beginnt bis zur Verfestigung bei gleich bleibender Spannung zu fließen. Danach steigt die Spannung auf den Maximalwert (Zugfestigkeit), während der Probestab gleichmäßig gedehnt wird (Gleichmaßdehnung). Nach Überschreitung des Maximalwerts findet nur noch örtliche Verformung statt, und der Stab schnürt sich ein (Einschnürdehnung) bis zum Bruch. In Abhängigkeit vom Verhalten der Werkstoffe gibt es unterschiedliche Spannungs-Dehnungs-Diagramme. Mithilfe der Kennlinien können die Festigkeits- und Verformungskenngrößen quantitativ ermittelt werden.