Hallo,
kann mir jemand die Begründung nennen, warum ich eine Glasfaser mit einer herkömmlichen Schere durchschneiden kann, eine gleichdicke Stahlfaser jedoch nicht! Kohlefaser dagegen kann ich wieder mit einer Schere durrchschneiden…woran liegt das? E - Moduln von den drei genannten Werkstoffen liegen bei 70.000 MPa (Glas) 210.000 MPa (Stahl) 350.000 MPa (Kohle)
Danke
Moin,
kann mir jemand die Begründung nennen, warum ich eine
Glasfaser mit einer herkömmlichen Schere durchschneiden kann,
eine gleichdicke Stahlfaser jedoch nicht! Kohlefaser dagegen
kann ich wieder mit einer Schere durchschneiden…woran
liegt das? E - Moduln von den drei genannten Werkstoffen
liegen bei 70.000 MPa (Glas) 210.000 MPa (Stahl) 350.000 MPa
(Kohle)
Faserverbundwerkstoffe haben zwar wesentlich höhere Festigkeiten
(Zugfestigkeit, E-Modul) in Faserrichtung ,
die Konstruktion und Verarbeitung ist jedoch vollkommen anders als bei metallischen Werkstoffen.
E-Modul
CFK quer zur Faser nur 13GPa!
CFK parallel zur Faser >150GPa.
http://de.wikipedia.org/wiki/Elastizit%C3%A4tsmodul#…
http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/kap_7/i…
6 µm dicke Kohlenstoff-Faser - Dichte 1,8 g/cm³
Wo hast Du „gleichdicke“ Stahlfasern her - Dichte 7,870 g/cm³?
Siehe auch:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schubmodul
„Bezug E-Modul zu anderen Materialkonstanten?“
Zitat wiki/Elastizitätsmodul:
Häufig wird der Elastizitätsmodul mit anderen Materialkennwerten in Verbindung gebracht. Dies ist jedoch nicht einfach:
* Der E-Modul hat keinen strengen Bezug zur Härte des Materials
* Der E-Modul hat keinen strengen Bezug zur Streckgrenze Re des Materials
* Der E-Modul hat keinen strengen Bezug zur Zugfestigkeit Rm des Materials
Ein einfacher Baustahl hat (fast) den gleichen E-Modul wie ein hochlegierter hochfester rostfreier Edelstahl.
Es gibt aber einen generellen Trend:
* Der E-Modul eines Metalles steigt mit seiner Schmelztemperatur.
Danke
mfg
W.
Hallo!
Sicher hast du schon mal einen Riß in einer Glasscheibe gesehen. Der setzt sich immer weiter fort, bis die Scheibe bricht. Bei Stahl gibt es so was (fast) nicht. Das ist auch der Grund, warum eine Glasflasche beim herunterfallen in Scherben geht, während eine Metalldose das nicht tut. Und das ist auch wiederum der Grund, warum man überhaupt Fasern einsetzt und kein Massivglas. Beim Schneiden mit der Schere konzentriert sich die Kraft auf einen Punkt und wird durch die Härte des Glases noch erhöht, bis die Faser bricht, und so bricht eine Faser nach der anderen. Bei Stahl verbiegt sich die Faser und weicht aus, so daß die Kraft der Schere auf viele Fasern verteilt wird und damit die Kraft auf jede einzelne Faser geringer wird.
Grüße
Andreas
http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw1_ge/kap_7/i…
6 µm dicke Kohlenstoff-Faser - Dichte 1,8 g/cm³
Wo hast Du „gleichdicke“ Stahlfasern her - Dichte 7,870 g/cm³?
Siehe auch:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schubmodul
mit „gleichdick“ mein ich die Summe aller Fasern. Also einen Glasfaserzugstrang verzwirne ich mit angenommen 13 Filamenten zu einem Cord. Dieser hat dann fiktiver Weise einen Durchmesser von 0,5 mm. Parallel dazu betrachte ich einen Stahlzugstrang mit dem gleichen Durchmesser. Glas lässt sich problemlos schneiden, Stahl eben nicht!:
Also prinzipiell hat es dann was mit dem Fließverhalten zu tun, oder? Da fallen mir die Worte „spröde“ und „duktil“ wieder ein. Glas und Kohle sind sehr spröde, wohingegen Stahl eher duktil ist. Hab ich das richtig verstanden?
MFG
HEnning
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Hallo!
Also prinzipiell hat es dann was mit dem Fließverhalten zu
tun, oder? Da fallen mir die Worte „spröde“ und „duktil“
wieder ein. Glas und Kohle sind sehr spröde, wohingegen Stahl
eher duktil ist. Hab ich das richtig verstanden?
Ja, genau.
Noch ein Beispiel ist mir eingefallen: Wenn man eine Bonbontüte aufreißen will, kann man sich noch so anstrengen, es geht nicht. Hier wirkt der „E-Modul“. Macht man dagegen eine kleine Kerbe in den Rand, geht es kinderleicht. Hier wirkt die „Schere“. Der E-Modul wird „außer Kraft“ gesetzt. Das Prinzip ist auch hier die Forsetzung des Risses durch Kraftkonzentration auf einen Punkt. Und die findet in der Glasfaser aufgrund der Sprödigkeit statt, während sie in der Stahlfaser durch Duktilität verhindert wird.
Grüße
Andreas