1 W = 1 J/s = 1 N m/s = 1 kg m2/s3. Umrechnung von Einheiten

Transkript

1

2 Umrechnung von Einheiten In der linken Spalte sind die SI-gerechten Einheiten angegeben. 1A = m = 0,1 nm Lange 1 inch (in) = 1 " = 25,4 mm m 1 mil = 10-3 inch = 25,4lJm 1 ft = 0,305 m T[K] = it [ C]+273,2 C Temperatur und T [OF] = 1,8 it [ C]+32 Temperaturdifferenz it [0C] = 5/9(T[OF]-32) Kelvin: K ~T = 1 F = 0,5556 C = 0,5556 K Grad Celsius: C ~T = 1 K = 1 C = 1,8 OF, 32 OF = o C = 273,2 K 1 g/cm3 = 103 kg/m3 Dichte 1 Ib/in3 = 2, kg/m3 kg/m3 1 Iblft3 = 16,02 kg/m3 1 kp = 1 kgf = 9,807 N Kraft 1 dyn = 1 9 cm/s2 = 10-5 N Newton: 1 N = 1 kg m/s2 1 Ibf = 4,45 N 1 N/mm2 = 1 MPa 1 kp/mm2 = 9,807 MPa Spannung, Druck 1 psi = 1 Ibf/in2 = 6,9 kpa Pascal: 1 Pa = 1 N/m2 1 ksi = 103 psi = 6,9 MPa 1 MPa = 1 MN/m2 1 bar = 105 Pa = 0,1 MPa 1 at = 1 kp/cm2 = 10m WS = 0,09807 MPa 1 Torr 1 mm Hg = 0,133 kpa = 1,33 hpa 1 atm = 760 Torr = 1,013 bar = 0,1013 MPa 1 cal = 4,187 J 1 kp m = 9,807 J 1 kwh = 3,6 MJ Energie, Arbeit, Warmemenge 1 ev = 0,1602aJ Joule: 1J=1Nm=1Ws 1 erg = 1 dyn cm = 0,1 IJJ = 1 kg m2/s2 1 BTu = 1,055 kj 1 ft Ibf = 1,36 J 1 ft tonf = 3,037 kj 1 in Ibf = 0,113 J Leistung Watt: 1 W = 1 J/s = 1 N m/s = 1 kg m2/s3 Spannungsintensitat 1 calls = 4,187 W 1 ft Ibf/s = 1,36W 1 inlbfls = 0,113 W 1 PS = 0,7355 kw 1 hp = 0,7457 kw 1 BTu/h = 0,293 W 1 ksi.jin = 103 psi ~ = 1,1 MN m-3/2 = 1,1 MPa,Jn1 MN m-3/2 = MPa rm A Angstrom ft Ibf foot pound-force ksi kilopounds per square inch at techno Atmosphare ft tonf foot ton-force Ib pound (mass); 1 Ib = 0,454 kg atm physikal. Atmosphare Hg Quecksilbersaule Ibf pound-force BTu British Thermal unit hp horse power Ibf/in 2 pound-force per square inch ev Elektronenvolt in Ibf inch pound-force psi pounds per square inch ft foot kgf kilogram-force WS Wassersaule

3 Ralf Burgel Festlgkeltslehre und Werkstoffmechanlk Band 2

4 Aus dem Programm... Grundlagen Maschinenbau und Verfahrenstechnik Klausurentrainer Technische Mechanik I-III (i.v.) von J. Berger Lehrsystem Technische Mechanik mit Lehrbuch, Aufgabensammlung, LOsungsbuch sowie Formeln und Tabellen. von A. Boge und W. Schlemmer Vieweg Handbuch Maschinenbau herausgegeben von A. Boge Vieweg Taschenlexikon Technik herausgegeben von A. Boge Technische Stromungslehre von L. Boswirth Technlsche Mechanik mit Mathcad, Matlab und Maple von G. Henning, A. Jahr und U. Mrowka Thermodynamik fiir Ingenieure von K. Langeheinecke, P. Jany und E. Sapper Werkstoffkunde und Werkstoffpriifung von W. WeiBbach Aufgabensammlung Werkstoffkunde und Werkstoffpriifung von W. WeiBbach und M. Dahms vieweg --'

5 Ralf Burgel Festigkeitsleh re und Werkstoffmechanik Band 2 Werkstoffe sieher beurteilen und riehtig einsetzen Mit 152 Abbildungen und 26 Tabellen Studium Technik ~ vleweg

6 Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet fiber <hup://dnb.ddb.de> abrufbar. 1. Auflage Oktober 2005 Aile Rechte vorbehalten Friedr. Vieweg & Sohn Verlag,lGWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2005 Softcover reprint if the hardcover lst edition 2005 Lektorat: Thomas Zipsner Der Vieweg Verlag ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media. Das Werk einschlieblich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschfitzt. Iede Verwertung auberhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzuliissig und strafuar. Das gilt insbesondere fiir Vervielfiiltigungen, Ubersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Umschlaggestaltung: Ulrike Weigel, Druck und buchbinderische Verarbeitung: Wilhelm & Adam, Heusenstamm Gedruckt auf siiurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. ISBN -13: : / e-isbn-13:

7 v Vorwort Das zweibandige Buch "Festigkeitslehre und Werkstoffmechanik" fohrt ein in diese beiden elementaren Gebiete des Maschinenbaus und verwandter Disziplinen. Die Kombination der technischen Mechanik mit der Werkstoffkunde steht im Vordergrund, weil nichts ohne Werkstoffe gebaut werden kann und der Werkstoff nicht als "schwarzer Kasten" behandelt werden darf. Das weib jeder Ingenieur spatestens nach der ersten Schadenuntersuchung. Leider fehlt jedoch bei den Maschinenbaustudenten und spateren Ingenieuren in der Praxis haufig das Werkstoffverstandnis, weil die Materialkunde in vielen Studienplanen des Maschinenbaus und verwandter Gebiete eine immer geringere Rolle spielt. Sicherlich liegt der Grund auch darin, dass die mehr ins Mikroskopische, ja, Atomare gehende Betrachtungsweise den typischen Konstrukteuren nicht behagt und sie auberdem oft den falschen Eindruck bekommen - etwas Oberspitzt -, die Werkstoffkunde fange mit dem EKD (Eisen-Kohlenstoff Diagramm) an und hare auch damit auf. So wird ihnen leider die grobe Bedeutung, aber auch die Attraktivitat dieses Faches for den Maschinen- und Anlagenbau nicht vermittelt. Der Stoff fasst mehrere Vorlesungen zusammen, die ich von 1993 bis 2004 an der Fachhochschule OsnabrOck gehalten habe. Die Aufteilung in zwei Bande bot sich an, weil ein GroBteil der Benutzer, Oberwiegend Studenten im Grundstudium, besonders am ersten Band interessiert sein wird. Der zweite ist eher for das Hauptstudium maschinenbaulich gepragter Studiengange an Fachhochschulen und Universitaten sowie for Fachleute in der Praxis vorgesehen. Die Bande sind unabhangig voneinander verwendbar. Zum zweiten Band: Die Werkstoffmechanik ist, wie der Begriff schon andeutet, noch mehr werkstoffkundlich gepragt als die Festigkeitslehre. So wird beispielsweise im Kapitel "Festigkeit und Verformung der Metalle" in die Tiefe der Materialien eingedungen. Es wurde versucht, diese Themen maglichst auch for eher maschinenbaulich orientierte Leser verstandlich aufzubereiten und all das, was in erster Linie die Materialwissenschaftler interessiert, wegzulassen oder abzukurzen. Die Kenntnisse aus dem ersten Band werden in den Grundzugen vorausgesetzt, denn sie gehbren auch zur Ausbildung der Werkstofftechniker. Am Ende eines jeden Kapitels schliebt sich eine Fragensammlung an, die sich fur Studenten als nutzlich erwiesen hat, um den Stoff anhand des Textes noch einmal systematisch durchzuarbeiten und Formulierungen selbst zu finden. Die Zielrichtung dieses Bandes geht klar dahin, die Benutzer vertraut zu machen mit den Vorgangen im Werkstoff, die zur Beurteilung ihres mechanischen Verhaltens, einschlieblich ihres mechanischen Versagens und von Schaden, bekannt sein sollten. Wenn es gelingt, den "schwarzen Kasten Werkstoff" etwas zu affnen und Technik begreifbarer, vielleicht sogar etwas sicherer zu machen, so hat dieses Buch seinen Zweck erfullt und der Autor ist zufrieden. Das Team vom Lektorat Technik des Vieweg-Verlages, besonders Herr Dipl. Ing. Thomas Zipsner, hat, wie schon bei meinem "Handbuch Hochtemperatur Werkstofftechnik", sehr kooperativ mitgewirkt, wofor ich herzlich danke. 1m August 2005 Ralf Burgel

8 Diesen Band widme ich Herm Prof. Dr. em. Hael Mughrabi, mit dem mich eine langjahrige, sehr kollegiale und freundschaftliche Zusammenarbeit verbindet.