740 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. VII. Nr. 47 



wisse innere Struktur usw.) oder ,,chemische 

 Eigenschaften" (z. B. Widerstandsfahigkeit gegen 

 den Angriff von Sauren oder Laugen, gegen er- 

 hitzten Wasserdampf usw.) sein. Natiirlich ist es 

 nicht moglich, an dieser Stelle die einzelnen Ver- 

 faliren, die bei der Priifung der verschiedenen, 

 iibrigens keineswegs immer scharf voneinander zu 

 trennenden Eigenschaften angewendet werden, 

 eingehend zu besprechen; vielmehr miissen wir 

 uns darauf beschranken, einige fiir die verschie- 

 denen Gebiete der Materialpriifung besonders 

 wichtige und interessante Kapitel herauszugreifen. 



Da als Konstruktionsmaterialien fast ausschliefi- 

 lich feste Korper Verwendung finden, 1 ) so ist die 

 Kenntnis des Festigkeitsgrades, d. h. des Wider- 

 standes gegen Formveranderungen, von grund- 

 legender Bedeutung fiir die Beurteilung des in 

 Frage kommenden Materials. Die Form eines 

 Korpers kann durch sehr verschiedene mechanische 

 Mittel - - nur um diese handelt es sich hier 

 verandert werden, und darum pflegt man in der 

 Materialpriifung je nach der Art der formver- 

 andernden Kraft die Zug-, Druck-, Biegungs-, 

 Knick-, Verdrehungs-, Scher- und Stofifestigkeit 

 zu unterscheiden. 



Wollen wir einen Stoff auf seine Zugfestigkeit 

 hin untersuchen, um von dieser zunachst zu 

 sprechen, so miissen wir zuerst, da die Versuchs- 

 ergebnisse von der Form des Versuchsstiickes ab- 

 hangen, aus dem gegebenen Material einen - 

 runden oder flachen - - Normalstab, d. h. einen 

 Stab von ganz bestimmter Form und Grofie her- 

 stellen. Spannen wir nun den Stab in geeigneter 

 Weise in eine Maschine und iiben an beiden 

 Enden einen langsam zunehmenden Zug nach 

 entgegengesetzten Richtungen aus, so treten sehr 

 interessante Erscheinungen auf, die besonders 

 deutlich an Staben aus Flufieisen beobachtet 

 werden konnen. Die Zugkraft wirkt auf den Stab 

 in doppelter Weise ein: erstens leistet sie eine 

 Arbeit, indem sie den Stab dehnt, d. h. langer 

 macht, und zweitens verwandelt sie sich zum Teil 

 in potentielle Energie, indem sie in dem Stabe 

 eine Spannung erzeugt. Die eigentiimlichen Be- 

 ziehungen zwischen der zur Erhohung der 

 Spannung und der zur VergroBerung der Dehnung 

 verbrauchten Zugkraft lassen sich am besten mit 

 Hilfe eines Koordinatensystems darlegen. Aus der 

 nebenstehenden Figur (Abb. 2), in der die O 4-Achse 

 die Dehnung e und die O-o-Achse die Spannung a 

 mifit, ersehen wir, dafi die Dehnung vom An- 

 fangspunkte O bis zum Punkte P annahernd pro- 

 portional der Spannung wachst, denn die Linie 

 OP ist eine Gerade. Hinter dem Punkte P, der 

 ,,Proportionalitatsgrenze",-) besteht, wie die sanfte 



') Von der Verwirklichung der nach dem Prinzip der 

 Organismen aus weichem und halblliissigem Materiale bestehen- 

 den Maschinen, von clenen O. Lehmann am Schlusse seiner 

 biibsclien Schrift iiber ,,die tliissigen Kristalle und die Theorien 

 des Lebens" (Leipzig 1906) spricht, sind wir wohl noch weit 

 entfernt. 



2 ) Solange Proportionalitat zwischen Zug und Dehnung 



Kriimmung der Linie PS zeigt, die Proportionalitat 

 nicht mehr. Bei S nimmt die Dehnung sehr 

 schnell, bisweilen plotzlich zu, wahrend die 

 Spannung kaum steigt, d. h. von S ab wird fast 

 die gesamte Zugkraft zur Dehnung verbraucht, ja 

 die Dehnung des Stabes vollzieht sich bisweilen 

 mit solcher Leichtigkeit, dafi nicht nur die neu 

 hinzukommende Zugkraft fur sie vollstandig ver- 

 braucht, sondern sogar ein Teil der vorher in dem 

 Stabe aufgespeicherten potentiellen Energie noch 

 nachtraglich fiir die Dehnungsarbeit verwendet 

 wird; dies driickt sich in der Figur dann so aus, 

 dafi die Kurve sich hinter S ein wenig zur Ab- 

 szisse O-f hin neigt. Die rasche Zunahme der 

 Dehnung bezeichnet man nach Tresca, der die 

 Erscheinung i. J. 1864 zuerst beobachtet hat, als 

 ,,Fliefien" (ecoulement) und nennt S die ,,FlieB- 

 grenze". Dehnen wir nun nach Beendigung des 

 Fliefiens den Stab noch weiter, so nimmt auch 

 die Spannung wieder zu, erreicht bei B ein 

 Maximum und sinkt dann wieder, bis bei Z Zer- 

 reifien des Stabes, der Bruch, eintritt. Da die 

 eigentliche Bruchspannung ffz nur wenig Interesse 

 hat, so ist man dahin ubereingekommen, die 

 Maximalspannung cr B als MaBstab fiir die Zug- 

 festigkeit des Materials anzunehmen, und be- 

 zeichnet sie dementsprechend als ,,Bruchspannung". 



Abb. 2. Diagramm eines Debnungsversuches mit FluCeisen 

 (nach Martens, Materialienkunde). 



Betrachten wir jetzt das Diagramm noch ein- 

 mal im ganzen, so erkennen wir, daB das von 

 der Dehnungskurve, den Achsen des Koordinaten- 

 systems und der Zerreifispannung Oz einge- 

 schlossene Feld als Produkt aus einer Kraft a 

 und einem Wege eine Arbeit darstellen mufi. 

 In der Tat stellt es eine Arbeit dar, namlich die 

 Arbeit, die beim Zerreifien des Stabes aufgewendet 

 werden mufi; es wird als das Arbeitsvermogen" 

 des Stabes bezeichnet. Um das Arbeitsvermogen 

 des Stabes zu bestimmen, ist man jedoch nicht 

 gezwungen, die ganze Kurve der Figur experi- 

 rnentell zu ermitteln. Die Erfahrung hat vielmehr 

 gezeigt, dafi die das Arbeitsvermogen darstellende 



besteht, besteht in der Regel auch vollkommene Elastizitat, 

 d. h. nach Aufhoren des Zuges geht die Dehnung des Stabes 

 wieder vollkommen zuriick , der Stab nimmt seine ursprimg- 

 liche Form wieder an. Die Proportionalitatsgrenze fallt also 

 mit der Elastizitatsgrenze, von deren Bcstimmung, da sie un- 

 bequem und zeitraubend ist, in der Regel Abstand genommen 

 wird, annahernd zusammen. 



