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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 sehr feinen Glasfasern gezogen, ist das Material sehr flexibel. Dasselbe gilt für Glas. Warum ist gewöhnliches Blockglas hart und spröde, während Glasfaser flexibel und biegsam ist? Dies lässt sich eigentlich gut durch geometrische Prinzipien erklären.

Stellen Sie sich vor, Sie biegen einen Stock (vorausgesetzt, er bricht nicht). Verschiedene Teile des Stocks verformen sich unterschiedlich stark. Die Außenseite wird gedehnt, die Innenseite gestaucht, und die Größe der Achse bleibt nahezu unverändert. Bei gleichbleibendem Biegewinkel gilt: Je dünner der Stock, desto weniger wird die Außenseite gedehnt und die Innenseite gestaucht. Anders ausgedrückt: Je dünner der Stock, desto geringer ist die lokale Zug- oder Druckverformung bei gleicher Biegung. Jedes Material kann sich bis zu einem gewissen Grad kontinuierlich verformen, sogar Glas. Spröde Materialien halten jedoch einer geringeren maximalen Verformung stand als duktile Materialien. Bei dünn genug ausgebildeten Glasfasern ist die lokale Zug- oder Druckverformung selbst bei starker Biegung sehr gering und liegt innerhalb der Belastbarkeitsgrenze des Materials, sodass es nicht bricht.

Es ist ersichtlich, dass Zähigkeit und Sprödigkeit von Materialien nicht absolut sind. Die Leistung 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