Dilatogramm Beispiel 1
Aus ESOCAETWIKIPLUS
In einem Dilatogramm wird die thermische Dehnung eines technischen Materials dargestellt.
Maßgebend für die thermische Dehnung ist der Wärmeausdehnungskoeffizient.
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Simulation
Für die Simulation kann der Wärmeausdehnungskoeffizient als Sekanten-Koeffizient (Sekantenmodul) αse verstanden werden (ALPX).
Demgegenüber wird in der Literatur manchmal auch der Tangentenmodul αin (instantaneous) aufgeführt. Dieser Wert stellt die lokale Tangente der Funktion der thermischen Dehnung über der Temperatur dar (CTEX).
Es ist oftmals auch möglich, direkt die thermische Dehnung als Funktion der Temperatur einzugeben (THSX).
Hier werden die Daten und Ergebnisse einer FEM-Anwendung gezeigt, mit der diese Eingabemöglichkeiten ausgeführt werden.
Aufgabenstellung
Eine Probe eines Stahlwerkstoffs wird aufgeheizt und abgekühlt. Die thermische Dehnung wird ausgewertet. Die Ausdehnung beim Aufheizen folgt einer anderen Funktion als diejenige beim Abkühlen.
Eingabedaten
In der folgenden Tabelle sind die Daten für den Funktionsverlauf beim Aufheizen (als Material 1 bezeichnet) und die Daten für den Funktionsverlauf beim Abkühlen (als Material 2 bezeichnet) aufgelistet. Dabei stellen die Marken folgende Fälle dar:
- THSX: direkte Eingabe der thermischen Dehnung als Funktion der Temperatur,
- ALPX: Eingabe als Sekanten-Koeffizient (Sekantenmodul) αse und
- CTEX: Eingabe als Tangentenmodul αin (instantaneous).
Ergebnisse
Die hier unten folgende Ergebnisdarstellung zeigt für jeden der vorher genannten Fälle THSX, ALPX, CTEX Diagramme dar. Es sind jeweils
- links der Funktionsverlauf der Zahlenwerte über der Temperatur für das Aufheizen,
- in der Mitte der Funktionsverlauf der Zahlenwerte über der Temperatur für das Abkühlen und
- rechts der Funktionsverlauf der berechneten Dehnungen bei einem Aufheiz- und Abkühlzyklus.
Die Daten hier sind so gestaltet, dass vergleichbare thermische Dehnungen berechnet werden.
