Das nun in deutscher Ubersetzung vorliegende Lehrbuch von Ashby und Jones ist ein Musterbeispiel angelsachsischer Padagogik: Es hat nicht den Ehrgeiz, zu deuten, "was die Welt im Innersten zusammen halt", sondern es geht nuchtern daran, dem studentischen Leser zu zeigen, wie praktische Werkstoffprobleme der konstruktiven Technik fachgerecht gelost werden. Die Autoren bewerkstelligen dies mit einem leicht lesbaren (im wortlichen Sinne "ansprechenden"), flus sig geschriebenen Text, mit sehr guten Zeichnungen zum Lehrstoff und originellen Photos praktischer Anwendungen, mit sehr nutzlichen…mehr
Das nun in deutscher Ubersetzung vorliegende Lehrbuch von Ashby und Jones ist ein Musterbeispiel angelsachsischer Padagogik: Es hat nicht den Ehrgeiz, zu deuten, "was die Welt im Innersten zusammen halt", sondern es geht nuchtern daran, dem studentischen Leser zu zeigen, wie praktische Werkstoffprobleme der konstruktiven Technik fachgerecht gelost werden. Die Autoren bewerkstelligen dies mit einem leicht lesbaren (im wortlichen Sinne "ansprechenden"), flus sig geschriebenen Text, mit sehr guten Zeichnungen zum Lehrstoff und originellen Photos praktischer Anwendungen, mit sehr nutzlichen Datenzusammenstellungen in Tabellen und Diagrammen, dies alles mit einem Minimum an mathematischem Aufwand. Welcher deutsche Hochschulprofessor mit einem in der Grundlagenfor schung erworbenen Weltruf wurde wohl auf Seite 1 seines Lehrbuches ausgerechnet den Kunststoffgriff eines gewohnlichen Schraubendre hers behandeln? In diesem Buch ordnet sich ein solches Beispiel zwanglos und logisch in die Folge der sehr gut ausgewahlten und er lauterten Fallstudien ein, die - wiederum ausiangelsachsischer Tra dition - einen Schwerpunkt der Stoffdarbietung bilden.
1 Werkstoffanforderungen im Überblick.- Werkstoffauswahl für verschiedene Konstruktionen und Gebrauchsgegenstände.- A Werkstoffpreise und Marktsituation.- 2 Werkstoffpreise und Marktsituation.- Ursache von Werkstoffpreisen; Verfügbarkeit von Rohstoffen; Empfehlungen zur sinnvolleren Nutzung der Rohstoffvorräte.- B Die Elastischen Moduln.- 3 Die elastischen Moduln.- Spannung und Dehnung; das Hooksche Gesetz; Messung des E-Moduls; Konstruktionsdaten.- 4 Atombindung.- Die verschiedenen Atombindungsarten; steife und schwache Atombindung.- 5 Atompackung im Festkörper.- Atompackung in Kristallen; Kristallstrukturen; Millersche Indizes für Ebenen und Richtungen; Atompackung in Polymeren, keramischen Stoffen und Gläsern.- 6 Die physikalische Ursache des E-Moduls.- Der E-Modul in Abhängigkeit von Bindungssteifigkeit und Atompackung; die Glasübergangstemperatur bei Gummi; künstliche Verbundwerkstoffe mit hoher Steifigkeit.- 7 Fallstudien: E-Modulorientiertes Konstruieren.- Der Spiegel eines Riesenteleskopes; ein Balken hoher Steifigkeit mit minimalem Gewicht; ein Balken hoher Steifigkeit zu minimalen Kosten..- C Fliessgrenze, Zügfestigkeit, Härte und Duktilität.- 8 Fliessgrenze, Zugfestigkeit, Härte, Duktilität.- Definition; Spannungs-Dehnungs-Kurven (technisch bzw. wahr), Prüfverfahren, Daten.- 9 Versetzung und Plastizität.- Die theoretische Festigkeit; Versetzungen (Stufe bzw. Schraube); Versetzungen als Träger plastischer Verformung.- 10 Massnahmen zur Festigkeitssteigerung, Plastizität von Polykristallen.- Mischkristallhärtung; Ausscheidungs-und Dispersionhärtung; plastische Verformung von Polykristallen..- 11 Plastizität unter Kontinuumsgesichtspunkten.- Die kritische Schubspannung; plastische Instabilität; die Formbarkeit von Metallen und Polymeren.- 12 Fallstudien: Verformungsorientiertes Konstruieren.- Federwerkstoffe; ein Druckbehälter mit minimalem Gewicht; ein Druckbehälter zu minimalen Kosten; das Walzen von Metallblechen..- D Sprödbruch, Zähigkeit Und Ermüdung.- 13 Sprödbruch und Zähigkeit.- Energiebilanz beim Sprödbruch; Sprödbruchkriterium; Daten für Zähigkeit und Bruchzähigkeit.- 14 Mikromechanismen beim Sprödbruch.- Duktile Verformung; Spaltbruch; Verbundwerkstoffe und Legierungen? Versprödung bei tiefer Temperatur.- 15 Werkstoffversagen durch Ermüdung.- Der Ermüdungsversuch; das Gesetz von Basquin, das Gesetz von Coffin-Manson; Risswachstumsraten für Bauteile mit Anriss; Ermüdungsmechanismen.- 16 Fallstudien zum Werkstoffversagen durch Sprödbruch und Ermüdung.- Sprödbruch eines Presswerkzeuges; Auslegung eines Druckluftbehälters für einen Windüberschallkanal; Restlebensdauerbestimmung an einer dampfgetriebenen Wasserpumpe.- E Kriechverformung und Kriechbruch.- 17 Kriechen und Kriechbruch.- Hochtemperaturverformungsverhalten von Werkstoffen; Kriechversuch und Kriechkurve; Folgen des Kriechens; Kriechschädigung und Kriechbruch.- 18 Kinetik der Diffusion.- Das Arrheniusgesetz; die Ableitung des Fickschen Gesetzes aus der statistischen Bewegung thermisch aktivierter Atome; Diffusion in Festkörpern.- 19 Kriechmechanismen.- Metalle und keramische Werkstoffe; Versetzungskriechen, Diffusionskriechen; Kriechverformung von Polymeren; kriechfeste Werkstoffe.- 20 Die Auslegung einer Turbinenschaufel als Fallstudie für zeitstandorientiertes Konstruieren.- Anforderungen an einen Turbinenschaufel-Werkstoff; Nikkelbasis-Legierungen, gekühlte Schaufeln; gerichtet erstarrte Eutektika und Keramik, die Schaufelwerkstoffe der Zukunft; Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkte.- F Oxidation und Korrosion.- 21 Die Oxidation.- Die treibende Kraft für Oxidation; Oxidationsgeschwindigkeit; Oxidationsmechanismen; Daten.- 22 Fallstudien: Hochtemperaturoxidation.- Oxidationsbeständige Legierungen; Schutzschichten für Turbinenschaufeln.- 23 Nasskorrosion.- Die treibende Kraft für die Nasskorrosion; Korrosionsgeschwindigkeit; die Bedeutung der selektiven Korrosion.- 24 Fallstudien: Nasskorrosion.- Korrosionsschutz für eine erdverlegte Rohrleitung; Werkstoffauswahl für ein Fabrikdach; langlebige Auspuffanlagen für Automobile.- G Reibung, Abrieb Und Verschleiss.- 25 Reibung und Verschleiss.- Die Ableitung der Reibungsgesetze aus dem Modell der effektiven Oberflächen; der Reibungskoeffizienten; Schmierung; adhäsiver und abrasiver Verschleiss.- 26 Fallstudien: Reibung und Verschleiss.- Die Auslegung eines Wellengleitlagers; Werkstoffe für Skier und Rennschlitten; rutschfeste Autoreifen.- 27 Werkstoffe und Energie im Kraftfahrzeugbau.- Die Auswahl und Wirtschaftlichkeit von Automobilwerkstoffen aus dem Blickpunkt der Energiekrise.- Anhang 1: Übungsaufgaben.- Anhang 2: Symbole und Formeln.- Anhang 3: Weiterführende Literatur.
1 Werkstoffanforderungen im Überblick.- Werkstoffauswahl für verschiedene Konstruktionen und Gebrauchsgegenstände.- A Werkstoffpreise und Marktsituation.- 2 Werkstoffpreise und Marktsituation.- Ursache von Werkstoffpreisen; Verfügbarkeit von Rohstoffen; Empfehlungen zur sinnvolleren Nutzung der Rohstoffvorräte.- B Die Elastischen Moduln.- 3 Die elastischen Moduln.- Spannung und Dehnung; das Hooksche Gesetz; Messung des E-Moduls; Konstruktionsdaten.- 4 Atombindung.- Die verschiedenen Atombindungsarten; steife und schwache Atombindung.- 5 Atompackung im Festkörper.- Atompackung in Kristallen; Kristallstrukturen; Millersche Indizes für Ebenen und Richtungen; Atompackung in Polymeren, keramischen Stoffen und Gläsern.- 6 Die physikalische Ursache des E-Moduls.- Der E-Modul in Abhängigkeit von Bindungssteifigkeit und Atompackung; die Glasübergangstemperatur bei Gummi; künstliche Verbundwerkstoffe mit hoher Steifigkeit.- 7 Fallstudien: E-Modulorientiertes Konstruieren.- Der Spiegel eines Riesenteleskopes; ein Balken hoher Steifigkeit mit minimalem Gewicht; ein Balken hoher Steifigkeit zu minimalen Kosten..- C Fliessgrenze, Zügfestigkeit, Härte und Duktilität.- 8 Fliessgrenze, Zugfestigkeit, Härte, Duktilität.- Definition; Spannungs-Dehnungs-Kurven (technisch bzw. wahr), Prüfverfahren, Daten.- 9 Versetzung und Plastizität.- Die theoretische Festigkeit; Versetzungen (Stufe bzw. Schraube); Versetzungen als Träger plastischer Verformung.- 10 Massnahmen zur Festigkeitssteigerung, Plastizität von Polykristallen.- Mischkristallhärtung; Ausscheidungs-und Dispersionhärtung; plastische Verformung von Polykristallen..- 11 Plastizität unter Kontinuumsgesichtspunkten.- Die kritische Schubspannung; plastische Instabilität; die Formbarkeit von Metallen und Polymeren.- 12 Fallstudien: Verformungsorientiertes Konstruieren.- Federwerkstoffe; ein Druckbehälter mit minimalem Gewicht; ein Druckbehälter zu minimalen Kosten; das Walzen von Metallblechen..- D Sprödbruch, Zähigkeit Und Ermüdung.- 13 Sprödbruch und Zähigkeit.- Energiebilanz beim Sprödbruch; Sprödbruchkriterium; Daten für Zähigkeit und Bruchzähigkeit.- 14 Mikromechanismen beim Sprödbruch.- Duktile Verformung; Spaltbruch; Verbundwerkstoffe und Legierungen? Versprödung bei tiefer Temperatur.- 15 Werkstoffversagen durch Ermüdung.- Der Ermüdungsversuch; das Gesetz von Basquin, das Gesetz von Coffin-Manson; Risswachstumsraten für Bauteile mit Anriss; Ermüdungsmechanismen.- 16 Fallstudien zum Werkstoffversagen durch Sprödbruch und Ermüdung.- Sprödbruch eines Presswerkzeuges; Auslegung eines Druckluftbehälters für einen Windüberschallkanal; Restlebensdauerbestimmung an einer dampfgetriebenen Wasserpumpe.- E Kriechverformung und Kriechbruch.- 17 Kriechen und Kriechbruch.- Hochtemperaturverformungsverhalten von Werkstoffen; Kriechversuch und Kriechkurve; Folgen des Kriechens; Kriechschädigung und Kriechbruch.- 18 Kinetik der Diffusion.- Das Arrheniusgesetz; die Ableitung des Fickschen Gesetzes aus der statistischen Bewegung thermisch aktivierter Atome; Diffusion in Festkörpern.- 19 Kriechmechanismen.- Metalle und keramische Werkstoffe; Versetzungskriechen, Diffusionskriechen; Kriechverformung von Polymeren; kriechfeste Werkstoffe.- 20 Die Auslegung einer Turbinenschaufel als Fallstudie für zeitstandorientiertes Konstruieren.- Anforderungen an einen Turbinenschaufel-Werkstoff; Nikkelbasis-Legierungen, gekühlte Schaufeln; gerichtet erstarrte Eutektika und Keramik, die Schaufelwerkstoffe der Zukunft; Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkte.- F Oxidation und Korrosion.- 21 Die Oxidation.- Die treibende Kraft für Oxidation; Oxidationsgeschwindigkeit; Oxidationsmechanismen; Daten.- 22 Fallstudien: Hochtemperaturoxidation.- Oxidationsbeständige Legierungen; Schutzschichten für Turbinenschaufeln.- 23 Nasskorrosion.- Die treibende Kraft für die Nasskorrosion; Korrosionsgeschwindigkeit; die Bedeutung der selektiven Korrosion.- 24 Fallstudien: Nasskorrosion.- Korrosionsschutz für eine erdverlegte Rohrleitung; Werkstoffauswahl für ein Fabrikdach; langlebige Auspuffanlagen für Automobile.- G Reibung, Abrieb Und Verschleiss.- 25 Reibung und Verschleiss.- Die Ableitung der Reibungsgesetze aus dem Modell der effektiven Oberflächen; der Reibungskoeffizienten; Schmierung; adhäsiver und abrasiver Verschleiss.- 26 Fallstudien: Reibung und Verschleiss.- Die Auslegung eines Wellengleitlagers; Werkstoffe für Skier und Rennschlitten; rutschfeste Autoreifen.- 27 Werkstoffe und Energie im Kraftfahrzeugbau.- Die Auswahl und Wirtschaftlichkeit von Automobilwerkstoffen aus dem Blickpunkt der Energiekrise.- Anhang 1: Übungsaufgaben.- Anhang 2: Symbole und Formeln.- Anhang 3: Weiterführende Literatur.
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