Was ist die Dehnungsrate?
Die Dehnung ist ein Maß für das Ausmaß der Verformung, das auftritt, wenn ein Objekt einer Belastung ausgesetzt wird. Die Dehnungsrate ist definiert als die Änderung der Dehnung über die Zeitänderung. Alle Materialien unterliegen einer gewissen Dimensionsänderung, wenn sie Beanspruchungen ausgesetzt werden. Die durch die Beanspruchung hervorgerufene Verformung kann je nach Stärke der Beanspruchung vollständig reversibel oder dauerhaft sein.
Eine elastische Beanspruchung tritt auf, wenn ein unter Spannung stehendes Material zu seinen ursprünglichen Abmessungen zurückkehrt, sobald die Spannung beseitigt ist. Eine plastische Beanspruchung tritt auf, wenn ein Objekt sehr starken Beanspruchungen ausgesetzt war und nach dem Entfernen der Beanspruchung nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. In vielen Materialien erfolgt die Umkehrung der elastischen Dehnung augenblicklich, was bedeutet, dass sie ohne wahrnehmbare Zeitdauer auftritt. Eine Verformung, die vollständig wiederherstellbar ist, jedoch im Laufe der Zeit auftritt, wird in Form der Dehnungsrate beschrieben.
Die Dehnungsrate variiert stark für verschiedene Materialien und ändert sich häufig bei verschiedenen Temperaturen und angewendeten Drücken. Stahl ist ein Beispiel für ein Material, das unmittelbar nach dem Entfernen der Spannung in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Umgekehrt werden in der Geologie Spannungen über Jahrmillionen aufgebracht, und die Dehnungsrate im Gestein ist typischerweise sehr gering. Ein Material, dessen Dehnungsrate sich bei verschiedenen Temperaturen und Drücken stark ändert, weist eine hohe Empfindlichkeit für die Dehnungsrate auf .
Diese Rate ist auch abhängig von der Art und Weise, in der die Kraft oder Spannung aufgebracht wird. Wenn bei vielen Kunststoffen eine allmähliche Streckkraft ausgeübt wird, wird sich das Material stark dehnen, bevor es bricht. Dies liegt daran, dass die Moleküle im Kunststoff genügend Zeit haben, sich neu zu orientieren und sich aneinander vorbei zu bewegen, was zu einer Dehnung führt. Wenn ein Kunststoff einem Aufprall oder einer plötzlichen Kraft ausgesetzt wird, bricht er sofort und verhält sich wie ein sprödes Material. Dasselbe Kunststoffmaterial kann aufgrund der unterschiedlichen Belastungsraten, die durch die Art der Beanspruchung verursacht werden, sehr unterschiedlich reagieren.
Die Dehnungsrate kann im Labor mit speziellen Testgeräten gemessen werden, die eine Probe sehr genau belasten und gleichzeitig die Verformung und Erholung messen, die nach dem Entfernen der Spannung auftritt. Da sich die Dehnungsrate eines Materials auf sein Verhalten auswirkt, ist es wichtig, seine Empfindlichkeit für die Art der Belastung, die Höhe der Beanspruchung und die Temperatur zu verstehen. Wenn Sie die Dehnungsrate eines Materials kennen, stellen Sie sicher, dass es die Leistungsspezifikationen erfüllt, die für die Endanwendung erforderlich sind.