es geht eigentlich nicht um eine Anwendung eines Bimetalls direkt, behandelt aber dasselbe Thema.
Bei einem Bimetall werden zwei unterschiedliche Metall verbunden, durch die unterschiedliche Längenausdehnung bei Erwärmung verbiegt sich der Bimetallstreifen.
Das gilt aber doch nur für den Fall, daß das eine Metall das andere beeinflussen kann.
Angenommen ich verwende Kupfer und Eisen als Bimetallwerkstoffe und verniete jetzt nicht zwei Bleche miteinander, sonder eine 10 cm dicke Eisenplatte mit einem Kupferblech. Hier wird sich doch nicht die gleiche Durchbiegung ergeben, wie bei zwei gleichdicken Blechstreifen, oder?
Wie kann ich jetzt die unterschiedliche Dicke der beiden Materialien in dieser Beziehung unterbringen?
Da die Streifen z.B. an beiden Enden vernietet sind, muss die geometrische Verformung diese Bedingung einhalten (sonst ist das Ding kaputt, was ja vorkommen kann).
2a. Die Längenänderungen bewirken eine Streckung des kürzeren und eine Stauchung des längeren Teils, dadurch enstehen elastische Gegenkräfte in Richtung der Streifen.
2b. Gleichzeitig bewirken die Unterschiede in der Länge eine Verbiegung des Bimetalls, auch dagegen wirken elastische Gegenkräfte, diesmal senkrecht zu den Streifen.
Zur Vereinfachung ist angenommen, dass alle Verformungen im elastischen Berecih stattfinden.
Zur Lösung müssen alle Kräfte im Gleichgewicht sein und gleichzeitig muss die Form die Bedingung 1 erfüllen. Ein Bimetall ist also alles andere als einfach. Zur Aufgabenstellung würde ich sagen, wenn das Eisen soviel dicker ist, dann wird vorwiegend das Kupfer gedehnt oder gestaucht, also 2a überwiegt. Für ein brauchbares Bimetall sollte 2b stärker wirksam sein.
Gruss Reinhard
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Angenommen ich verwende Kupfer und Eisen als
Bimetallwerkstoffe und verniete jetzt nicht zwei Bleche
miteinander, sonder eine 10 cm dicke Eisenplatte mit einem
Kupferblech. Hier wird sich doch nicht die gleiche
Durchbiegung ergeben, wie bei zwei gleichdicken Blechstreifen,
oder?
Die unterschiedliche Längenausdehnung bleibt.
Wenn in deinem Fall der Stahl nicht nachgibt, muss halt das Kupfer Blasen werfen.
danke für deine Ausführungen. Ich hab mir natürlich in der Zwischenzeit auch einige Aufsätze zu diesem Thema angeschaut, und zu dem Schluß gekommen, daß das eben kein triviales analytisches Problem ist. Ich werde mal mit unseren „Simulanten“ reden.