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Versagensmechanismen

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Festigkeitslehre und Werkstoffmechanik

Part of the book series: Studium Technik ((ST))

  • 2184 Accesses

Zusammenfassung

Versagen eines Bauteils bedeutet, dass es nicht mehr einsatzfähig ist und dass ein Schaden für das Gerät, die Maschine oder die ganze Anlage oder ein Fahrzeug eingetreten ist. Die Funktion ist nicht mehr gewährleistet oder das Risiko für einen Weiterbetrieb ist zu groß. Ursachen für Versagen können sein:

  • Unzulässig große plastische Verformung, einschließlich Knicken, Kippen und Beulen

  • Rissbildung und eventuell Bruch

  • Korrosion

  • Verschleiß oder

  • Kombinationen davon.

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Weiterführende Literatur

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Literaturnachweise

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Fragensammlung

  1. Definieren Sie den Begriff „Riss“. Welche Voraussetzungen müssen für das Auftreten eines Risses erfüllt sein?

    Google Scholar 

  2. Was versteht man unter theoretischer Festigkeit? Wie groß ist sie etwa? Was hat man sich unter dem Wert σtheor./E vorzustellen?

    Google Scholar 

  3. Warum wird die theoretische Festigkeit real nicht erreicht? Wird sie bei einem ideal-spröden Bruch erreicht? Begründung!

    Google Scholar 

  4. Wie bezeichnet man einen Bruch nach einmaliger Überbelastung? Geben Sie dafür auch die englischen Ausdrücke an.

    Google Scholar 

  5. Welche anderen Begriffe gibt es für „Sprödbruch“ und „Verformungsbruch“?

    Google Scholar 

  6. Warum kann ein ideal-spröder Bruch immer nur spontan auftreten und sich nicht allmählich entwickeln (von Pseudoplastizität durch Rissverzeigung abgesehen)?

    Google Scholar 

  7. Was unterscheidet einen ideal-spröden Bruch von einem real-spröden?

    Google Scholar 

  8. Nennen Sie Beanspruchungsbedingungen, unter denen sich Schädigung/Risse und Brüche allmählich entwickeln.

    Google Scholar 

  9. In welchen Fällen ist mit einem interkristallinen Bruch zu rechnen? Ist dieser eher verformungsreich oder verformungsarm? Begründung!

    Google Scholar 

  10. Was hat man sich unter einem stabilen Risskeim vorzustellen? Was versteht man unter homogener und heterogener Risskeimbildung? Warum tritt Risskeimbildung praktisch immer heterogen auf (anders als Ausscheidungskeimbildung, die auch homogen stattfinden kann)?

    Google Scholar 

  11. Betrachten Sie eine Rissbildung an einer Korngrenze. Welche Größen gehen in den Risskeimradius ein? Sie brauchen nicht die Gleichung herzuleiten, sollen aber qualitativ die Zusammenhänge beschreiben können. Wie wirkt sich beispielsweise die Anreicherung von Phosphor auf Korngrenzen aus? Nennen Sie Begriffe dazu (deutsch, englisch).

    Google Scholar 

  12. Unter welchen Beanspruchungsbedingungen wird die Zugfestigkeit eines Werkstoffes bis zum Bruch nicht erreicht, unter welchen die Streckgrenze nicht?

    Google Scholar 

  13. Stellen Sie einen Trennbruch im Mohr’schen Spannungskreis schematisch dar mit Benennung der entscheidenden Spannungswerte. Zeichnen Sie auch qualitativ die Fließschubspannung ein.

    Google Scholar 

  14. Nennen Sie Bedingungen, unter denen ein verformungsarmer Bruch auftreten kann (Tabelle: linke Spalte mit Angabe der Bedingungen und rechte Spalte mit Erläuterungen und Beispielen).

    Google Scholar 

  15. Unter welchen Bedingungen verhält sich ein Werkstoff spröde (nicht das Werkstück oder das Bauteil)?

    Google Scholar 

  16. Erklären Sie einen Bruch an sprödem Material unter Druckbelastung. Warum liegt die Druckfestigkeit erheblich über der Zugfestigkeit? Durch was wird der Bruch unter Druckbelastung ausgelöst und wie sieht er aus?

    Google Scholar 

  17. Wie sieht ein Torsions-Sprödbruch aus? Begründung!

    Google Scholar 

  18. Beschreiben Sie das Versagen bei einem duktilen transkristallinen Bruch. Welche Merkmale weist die Bruchfläche dabei typischerweise auf?

    Google Scholar 

  19. Erläutern Sie die Entstehung eines „Teller-Tassen-Bruches“ (Trichterbruch) im Zugversuch.

    Google Scholar 

  20. Was bedeutet stabiles Risswachstum? Unter welchen Beanspruchungsbedingungen tritt es auf?

    Google Scholar 

  21. Beschreiben Sie die typische Entwicklung eines Ermüdungsbruches. Warum ist der (leider häufig anzutreffende) Begriff „Dauerbruch“ äußerst ungeschickt?

    Google Scholar 

  22. Erläutern Sie die Entstehung eines Ermüdungsanrisses? Nennen Sie typische Orte/Stellen für die Ermüdungsrissbildung.

    Google Scholar 

  23. Welcher Spannung folgt ein Ermüdungsanriss und welcher der Rissfortschritt?

    Google Scholar 

  24. Was bedeuten Schwingstreifen und was Rastlinien? Wie kann man sie beobachten? Welche Schlüsse kann man aus dem Abstand der Schwingstreifen ziehen und welche aus der Anzahl der Rastlinien?

    Google Scholar 

  25. Wann kommt es zum Restgewaltbruch bei der Ermüdung?

    Google Scholar 

  26. Wie sieht ein Torsions-Ermüdungsbruch an einem vergüteten Wellenstahl aus?

    Google Scholar 

  27. Beschreiben Sie die typische Entwicklung eines Kriechbruches.

    Google Scholar 

  28. Wodurch entsteht ein interkristalliner Kriechbruch? Durch welche Maßnahmen lässt sich die interkristalline Kriechrissbildung verzögern/unterdrücken?

    Google Scholar 

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  1. Ralf Bürgel
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Bürgel, R. (2005). Versagensmechanismen. In: Festigkeitslehre und Werkstoffmechanik. Studium Technik. Vieweg+Teubner Verlag. https://doi.org/10.1007/978-3-322-85239-7_5

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