Festigkeit von Werkstoffen bei Aufprallbeanspruchungen

Abstract

Die Festigkeit von Werkstoffen bei Aufprallbeanspruchungen wurde im Hinblick auf deren Verwendung fur trennende Schutzeinrichtungen an Werkzeugmaschinen ermittelt. Solche Schutzeinrichtungen sollen Personen vor Verletzungen durch Teile schutzen, die im Versagensfdl init hoher Geschwindigkeit aus dem Arbeitsraum der Maschine fortgeschleudert werden. Durch Beschuhersuche mit stumpfen, zylindrischen Stahlprojektilen wurde das Verhalten von Stahl-und Aluminiumblechen sowie Polycarbonat-und Polymethylmetacrylat-Scheiben bei Aufprallbeanspruchungen untersucht. Als MaR fur die Aufprallfestigkeit diente dabei diejenige GeschoBenergie, bei der gerade noch kein DurchriD in den Prufmustern auftrat. Im Neuzustand entsprach die Aufprallfestigkeit von 8 mm dickem Polycarbonat in etwa derjenigen von 3 mm dickem Stahlblech St 12.03. Unter dem EinfluR von Kuhlschmierstoffen, wie sie in der spanenden Fertigung verwendet werden. kann bei Polycarbonat jedoch eine deutliche Minderung der Aufprallfestigkeit eintreten. Die Aufprallfestigkeit der untersuchten Werkstoffe nahm unter den gewahlten Versuchsbedingungen in guter Nlherung proportional mit der Dicke, der Zugfestigkeit und der Bruchdehnung zu. Daruber hinaus hatte eine VergriiRerung des GeschoBdurchmessers eine Erhiihung der Aufprallfestigkeit zur Folge.The resistance of materials to mechanical impact was investigated in the context of safety of guards used in machine tools. Such guards are meant to protect persons from injuries caused by parts which, in the case of technical failure, are projected at high speeds out of the work zone of the machine. Impact tests with blunt, cylindrical projectiles were carried out on steel and aluminium sheets and on polycarbonate and polymethylmetacrylate shields. The measure of impact strength was the ultimate projectile energy which could be applied to the specimen without causing perforation. The impact strength of new 8-mm-polycarbonate shields turned out to be approximately comparable to that of 3mm-steel sheets St 12.03. Polycarbonate, however, when it is exposed to cooling lubricants as they are used in machining processes, suffers from a strong reduction of its impact strength. In the tests, there was good proportionality between the impact strength of the materials and their thickness, ultimate tensile strength and fracture elongation. In addition, the impact strength increased as the projectile diameter got bigger.