D5 Mechanische Prüfungen (Biegung und Faser)

Thema

Die mechanischen Prüfungen in diesem Modell umfassen zwei verschiedene Geometrien dieses Glases: Flachglas (Biegeversuch) und Glasfaserglas (Zugversuch). Da jede Geometrie unterschiedlich geprüft wird, ist die Prüfmethode nicht identisch.

Der Biegeversuch, in seiner Drei- oder Vierpunktkonfiguration, misst die Biegefestigkeit dieses Glases in Plattengeometrie. Dieses Modell verwendet für diesen Test dieselbe Biegemethode, die bereits für denselben Zweck in einem anderen Modell dieser Reihe – dem Biegeversuch an Keramik – eingesetzt wurde. Da eine spröde Glasplatte bei einem Zugversuch nur schwer ohne vorzeitiges Versagen gehalten werden kann, ist das Biegen dem Zugversuch in gerader Linie vorzuziehen. Dies entspricht dem Grund, warum derselbe Versuch auch bei Keramik durchgeführt wird. Das größere Flächenträgheitsmoment des Probenquerschnitts führt zu einer geringeren maximalen elastischen Durchbiegung unter einer gegebenen Last, analog zum bereits verwendeten Modell.

Glasfaser hingegen wird durch direkte Zugprüfung getestet. Dies ist möglich, da die Faser eine deutlich höhere Eigenfestigkeit als Flachglas aufweist: Gemäß dem bereits in einem anderen Modell dieser Anordnung ermittelten Skalierungseffekt hängt die zu erwartende Festigkeit des Glases von seiner exponierten Oberfläche ab. Eine dünne Faser besitzt eine wesentlich kleinere exponierte Oberfläche als eine Platte. Durch die geringere exponierte Oberfläche der Faser ist es unwahrscheinlicher, dass diese Oberfläche gravierende Oberflächenfehler aufweist. Folglich ist die Eigenfestigkeit der Faser deutlich höher als die einer Platte aus demselben Glas. Diese hohe Eigenfestigkeit ermöglicht es, die Faser einem direkten Zugversuch zu unterziehen, ohne dass die Einspannung der Probe zu einem vorzeitigen Bruch führt.

Daher werden in diesem Modell mit den beiden Geometrien des untersuchten Glases die einzelnen Geometrien jeweils so geprüft, wie es ihrer jeweiligen Festigkeit am besten entspricht: Die Platte wird mit dem bereits für Keramik verwendeten Biegeversuch geprüft, da ihre Festigkeit nicht ausreicht, um sie ohne Bruch direkter Zugbelastung auszuhalten. und die Faser, mit einem direkten Zugversuch, weil der gleiche Skaleneffekt, der ihre exponierte Oberfläche verringert, ihr genau die intrinsische Widerstandsfähigkeit verleiht, die notwendig ist, um diese Unterstützung zu tolerieren.

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