Glas ist ein hartes und sprödes Material. Wird es jedoch bei hohen Temperaturen geschmolzen und anschließend schnell durch kleine Löcher zu feinen Glasfasern gezogen, ist es sehr flexibel. Dasselbe gilt für Glas. Warum ist gewöhnliches Blockglas hart und spröde, während Glasfaser flexibel und biegsam ist? Geometrische Prinzipien erklären dies gut.
Stellen Sie sich vor, Sie biegen einen Stock (vorausgesetzt, er bricht nicht). Dabei verformen sich verschiedene Teile des Stocks unterschiedlich stark. Die Außenseite wird gedehnt, die Innenseite gestaucht, und die Achsengröße bleibt nahezu unverändert. Bei gleichbleibendem Biegewinkel gilt: Je dünner der Stock, desto geringer ist die Dehnung der Außenseite und die Stauchung der Innenseite. Anders ausgedrückt: Je dünner der Stock, desto geringer ist die lokale Zug- oder Druckverformung bei gleicher Biegung. Jedes Material verformt sich bis zu einem gewissen Grad kontinuierlich, sogar Glas. Spröde Materialien halten jedoch einer geringeren maximalen Verformung stand als duktile Materialien. Ist die Glasfaser dünn genug, bleibt die lokale Zug- oder Druckverformung selbst bei starker Biegung sehr gering und liegt innerhalb der Belastbarkeitsgrenze des Materials, sodass ein Bruch vermieden wird.
Beitragszeit: 04.07.2022