Streckgrenze

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engl: yield strength          Kategorie: Level 2 Material Mechanik

Die Streckgrenze ist ein Materialwert der Strukturmechanik. Zur Physik und zur Metallurgie stehen andere Quellen zur Verfügung. Allgemeine Informationen hierzu finden Sie zum Beispiel bei wikipedia:Streckgrenze

Die Streckgrenze wird im allgemeinen für ferritische Stähle (Baustahl, niedriglegierten Stahl) verwendet. Bei diesen Werkstoffen ist das typische Ergebnis eines Zugversuches (Spannungs-Dehnungs-Diagramm) zunächst ein linearer Anstieg (das elastische Materialverhalten), dann eine deutliche Abweichung (die Streckgrenze) und daran anschließend ein gekrümmter Verlauf bis zur Zugfestigkeit. Bei Erreichen der Bruchdehnung zerreißt dann das Material.

Bei Festigkeitsnachweisen wird die Streckgrenze auch als Festigkeitskennwert zur Festlegung von Grenzwerten (zulässigen Spannungen) verwendet.

Simulation

In der Simulation der Strukturmechanik wird die Streckgrenze als diejenige Spannung verwendet, die die Grenze des elastischen Materialverhaltens darstellt. Wenn man in der Simulation jenseits der Streckgrenze einen anderen Tangentenmodul als den Elastizitätsmodul einsetzt, erhält man eine Materialnichtlinearität. Meistens wird auch mit Plastizität ein bleibender Dehnungsanteil (plastische Dehnung) bei der Entlastung berücksichtigt.

Merke: durch die Berücksichtigung der Streckgrenze wird die Simulation nichtlinear.

Auf der Seite über Materialnichtlinearität in der Mechanik sind praktische Hinweise zur Vorgehensweise bei der Simulation gegeben.

Materialdaten

Im technischen Alltag wird oftmals elastisches Materialverhalten für die Simulation eingesetzt, weil die Bewertung nach vielen Regelwerken dies zugrunde legt. Solche Nachweisberechnungen gehen damit von konservativen Annahmen aus.

Wenn ein möglichst realitätsnahes Ergebnis gesucht ist (Best estimate), ist es oft ausreichend, den Bereich des Materialverhaltens jenseits der Streckgrenze angenähert abzubilden, weil oft nur Dehnungen von einigen % auftreten. Eine Simulation, bei der Werte bis zur Zugfestigkeit auftreten, tritt im technischen Alltag kaum auf.

Sonstige Begriffe

Bei anderen Stahlwerkstoffen und anderen Metallen, bei denen keine ausgeprägte Streckgrenze erkennbar ist, wird entsprechend als Grenze des elastischen Materialverhaltens auch die Dehngrenze verwendet.

Die Zugfestigkeit ist die höchste Spannung, die das Material aufnehmen kann.