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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.

Es ist ersichtlich, dass Zähigkeit und Sprödigkeit von Materialien nicht absolut sind. Die Leistungsfähigkeit eines Materials hängt nicht nur von seiner inneren Zusammensetzung und Struktur ab, sondern auch von seiner Größe. Darüber hinaus hängt sie auch von Faktoren wie der Krafteinwirkung ab. Beispielsweise verhalten sich viele Materialien bei sehr langsamen äußeren Einflüssen wie Flüssigkeiten und bei schnellen äußeren Einflüssen wie starre Körper. Daher müssen bei der Analyse der Materialeigenschaften auch die spezifische Verwendung oder die betroffenen Szenarien berücksichtigt werden.

Beitragszeit: 04.07.2022