VER- ENTFESTIGUNG VON WERKSTÜCKEN

Studierende lernen im Studium, dass Spannungen unterhalb der Streckgrenze nicht zu irreversiblen Schädigungen an Bauteilen führen. Nichts desto trotz versagen Bauteile in der Realität oft unterhalb Re bzw. Rp0,2. Dabei kommt es ohne jegliche Vorankündigung zum Bauteilversagen. Ein Grund dafür kann die sogenannte Alterung von Werkstoffen sein.

Abb. 1 zeigt sogenannte Hystereseschleifen, die bei dynamischen Versuchen mit dem Hydropulser im WKP-Labor aufgenommen werden können. Dabei stellen die grünen Schleifen den jeweils ersten Be- und Entlastungsvorgang einer Belastungsserie dar. Mit voranschreitender Versuchsdauer führen komplexe Vorgänge im Inneren des Bauteils zu Ver- bzw. Entfestigung des Werkstoffes. Dies wird durch die im Laufe der Zeit veränderte Hystereseschleife deutlich: im Falle einer Verfestigung entstehen blau gekennzeichnete Veränderungen der Hystereseschleife; in Fällen von Entfestigung orangene.

Durch wiederkehrende Spannungen unterhalb der Streckgrenze kommt es aufgrund komplexer Verformungsvorgänge im Inneren des Materials zu plastischen Verformungen des Prüflings. Folge davon ist ein jeweils verändertes Werkstoffverhalten. Ein zyklisch stabiles Werkstoffverhalten liegt vor, wenn nach einer bestimmten Anzahl von Lastspielen keine signifikanten Änderungen der Hystereseschleife erkennbar sind.

Die Versuche können spannungsgeregelt (mit konstanter Spannungsamplitude) oder dehnungsgeregelt (mit konstanter Dehnungsamplitude) durchgeführt werden. Ordnen Sie zu: welche Hystereseschleifen in Abb. 1 sind dehnungsgeregelten Versuchen zuzuordnen:  ① oder ②?