Vorsicht Uli, da geht was schief

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Geschrieben von Werner am 09. November 2021 14:15:43:

Als Antwort auf: Re: Genau, wir müssen den Kompressibilitätskoeffizienten von Stahl finden geschrieben von Uli S. am 09. November 2021 10:05:14:

Moin,

nicht verwechseln, Druck von allen Seiten hat zwar die gleiche Einheit, aber entspricht nicht dem normalen Verständnis von Materialspannungen. In der Technik haben wir es entweder mit einachsigen oder mit zweiachsigen Spannungszuständen zu tun. Die dritte Achse bekommen wir nur, wenn wir eine Probe einem allseits wirkenden Druck aussetzen.

Würde man zum Testen des "Berstvakuums", also den Unterdruck oder besser den Sog, bei dem sich die Eisenatome voneinander lösen ermitteln wollen, müßte man eine Vorrichtung haben, die an allen Seiten gleichmäßig zieht. Das Platzen eins Kugelbehlters z.B. ist kein Maß dafür, weil im Material ein zweiachsiger Spannungszustand vorliegt. Die Wandung des Behälters wird also dünner, während er sich elastisch ausdehnt. Dann entstehen in der dritten Achse Schubspannung, die das Material zum Fließen bringen und schließlich das Versagen herbeiführen.

Würde man einen Stahlwürfel in allen drei Dimensionen jeweils mit zwei Zugstäben versehen und diese gleichmäßig belasten, dann würden diese Zugstäbe abreißen, ehe der Würfel auch nur eine Regung gezeigt hat.

Man hat Stahlkugeln schon so stark auf Drehzahl gebracht, dass sie geborsten sind. Aber auch da: zweiachsiger Spannungszustand mit resultierenden Schubspannungen. Es gelingt nicht, Zentrifugalkräfte achsenlos auf alle Atome eines Bauteils zu verteilen.

160 GPa sind im übrigen nicht 160 N/mm². Da mußt du noch drei Nullen dranhängen, dann stimmts. Wir reden hier also über eine ganz andere Größenordnung.

Und auch die Zugfestigkeit von 1000 N/mm" gilt immer nur für einen einachsigen Spannungszustand, der beim Zugversuch die Probe dünner werden läßt und schließlich das Versagen herbei führt.

Wir müssen also eine Kugel so stark komprimieren, dass sie so klein wird, dass bei schlagartiger Entlasung die Kugel so weit überexpandiert, dass die Bindungskräfte an den Atomen sie nicht mehr festhalten können. Wir müssen also eine Art künstlichen Urknall erzeugen (vielleicht fällt Jo dazu was ein ?)

Vielleicht gibt es Möglichkeiten, die Bindungsernergie aller beteiligten Atome zu ermitteln. Da bin ich aber überfragt. Dann könnte man ausrechnen, wie weit man die Kugel vorkomprimieren müßte. Die Kompressionsenergie als Integral von Volumenverkleinerung und Druckzuwachs müßte dann genau so hoch oder etwas höher sein. Dann würde die Kugel beim Auseinanderfedern zerplatzen.

Gruß

Werner

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