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Hallo zusammen ,

Ich habe mal eine Frage zwecks thermischer Spannungsrelaxation. Ich habe eine Kontaktfeder aus dem Material CuBe2 die bei Ca.200 Grad Celsius unter Vorspannung belastet wird. Mir  ist klar, dass der Kontaktdruck , bzw. die Kontaktkraft durch die definierte Verschiebung ( Lehre ) nach der thermischen Last mit einer Dauer von 48 h sinken wird. Jetzt zu meiner Frage.  Kann das Bauteil nach der thermischen Belastung , immer noch bis zu seiner Streckgrenze belastet werden ?

Für eine Antwort wäre ich sehr dankbar

Vorab vielen Dank für Eure Bemühungen

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 10. Nov. 2017 editiert.]

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Hallo,

welche Dicke ? welche Festigkeit ? ausgehärtet oder kaltgewalzt ?

Wie viele Matalle gibt es CuBe2 von butterweich bis knüppelhart.

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Klaus

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Hallo nochmal zusammen.
Enschuldigung für die fehlenden Angaben.

Hier die Materialdaten :

Dicke : 0,4 mm
Rm : 930 - 1040 N/mm²
Rp0,2 : 750 - 950 N/mm²

E-Modul : 135000 Mpa
Therm. Relax.(%) : 68

Da der Werkstoff Werksvergütet ist, kann ich doch davon ausgehen, dass
dieser ausgehärtet ist, oder ?

Der Hersteller gibt an , dass der Werkstoff nach Thermischer Spannungsrelaxation (1000 Stunden bei 200°C )noch eine Restspannung von 68 Prozent zur Ausgangspannung bzw. Vorspannung (75 Prozent der Streckgrenze ) besitzt.

Verhält sich hier die Spannungsrelaxation in Abhängigkeit von der Einwirkdauer thermischen Last linear ?

Das Bauteil ( Flachformfeder ) wird nach dieser Thermischen Last abgekühlt, und im Anschluss mit einer weiteren Lehre geprüft.
Die Vergleichspannungen betragen beim Einwirken der Lehre um die 600 MPa.

Die Streckgrenze des Materials wird also nicht überschritten.
Kann aber der Werkstoff nach dem Einwirken der Thermischen Last Belastungen bis zur Streckgrenze aufnehmen ?

Für jede Antwort wäre ich sehr dankbar

Gruß Alexander

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 11. Nov. 2017 editiert.]

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" Verhält sich hier die Spannungsrelaxation in Abhängigkeit von der Einwirkdauer thermischen Last linear ? "

Üblicherweise ja.
Eine Relaxation fundet nur statt bei Temperatur und Belastung.
Das hast Du mit der Belastung von 75 % der Streckgrenze auch angegeben.
Bei 200° C ohne Belastung sollten sich noch keine Spannungen abbauen.
Ich fand kein Datenblatt für den Werkstoff. 
Aber bei der Dicke bekommt man noch jede Festigkeit durch kaltwalzen hin.
Bei dem Unterschied von Streckgrenze zu Reißfestigkeit ist das Material auch noch ziemlich zäh, deswegen ist die Vergleichsspannung
auch hier ausschlaggebend.
Du mußt versuchen konstruktiv die Vergleichsspannung zu reduzieren ,
dann relaxiert das Material auch weinger.

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Klaus

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Vorab vielen Danke für deine Info.

Kannst du mir auch sagen, ob das Material nach dieser Thermischen Belastung
nochmals bis zur Streckgrenze bei einer Umgebungstemperatur von ca.20°C belastet werden kann.

Gruß Alexander

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Normalerweise schon.

Aber Rp0,2 enthält schon eine bleibenden Dehnung von 0,2 %

Die Angabe der Streckgrenze ist fast immer nur ein Mindestwert.
Die tatsächliche liegt meistens etwas höher.

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Klaus

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Bräuchte nochmal eure Hilfe.

Eine Frage hätte ich nämlich noch zwecks Rückfederung vom thermisch
belastenden Bauteil.

Welche Bedingungen müssen vorhanden sein, dass mein
Bauteil ( Flachformfeder ) nach der thermisch *mechanischen Belastung in den Ursprungszustand zurückfedert ?

Es tritt hier durch die thermische Relaxation ja ein Spannungsverlust ein.

Gibt es hier einen Erfahrungswert (z.B. max. Spanungen in Höhe der halben Streckgrenze bei der thermischer Belastung )damit das Bauteil noch genügend Restspannung zur Rückstellung besitzt ?

Vorab vielen Dank für Eure Infos

Gruß Alexander

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 13. Nov. 2017 editiert.]

* wurde ergänzt

[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 13. Nov. 2017 editiert.]

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Nur durch Erwärmen baut sich keine Spannung ab.
Du mußt Erwärmen und mechanisch belasten, dann relaxiert das Material
und die mech. Spannung baut sich ab.
Beim Entlasten bleibt das Bauteil dann etwas verformt.
Es wird also nie ganz zurückfedern.
Wie sich das genau verhält, ergibt sich aus den Relaxions- und Belastungsdiagrammen.
Ich fand aber auch keine für dieses Material.
Die besten Informationen gibt es speziell für Bandware für  elektrische Kontakte bei den Firmen Wieland und KME. 

Wenn Dein Bauteil gestanzt ist, mußt Du noch berücksichtigen, daß
an der Schnittkante Druckspannungen vorhanden sind.
Die mußt Du berücksichtigen falls das Teil in der Ebene belastet wird.

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Klaus

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Du sagst ja es treten durch den Stanzvorgang Druckspannungen an der Schnittkante des Werkstückes auf.

Gibt es hier einen Erfahrungswert wie man diese Druckspannungen überschlägig berechnen kann ?
Wie weit entfernt von der Schnittkante treten diese Druckspannungen noch auf ?

Gruß Alexander

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 26. Nov. 2017 editiert.]

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Da gibt es keien Werte.
Die Spannungen mußt Du auch nur berücksichtigen, wenn Du innerhalb
der Blechebene belastest.
Für die Stanzer sind diese Spannungen auch wichtig, weil sie da gegenhalten müssen.

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Klaus

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Eine Frage zur thermischen Spannungsrelaxation hätte ich noch.

Wenn sich die Spannungen im Bauteil durch die thermische Spannungsrelaxation 20 Prozent abbauen, kann
man dann auch davon ausgehen, dass sich hier der Rückfederungsweg um 20 Prozent verkürzt.
Die Rückfederung sich also Linear zur Spannung verhält.

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 26. Nov. 2017 editiert.]

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Im Prinzip schon. Die Relaxation der mechanischen Spannung hängt hauptsächlich von der Zeitdauer, der Temperatur und dem Verhältnis zu Rp0,2 ab.
Also mußt Du schauen daß genug Luft hinkommt und kühlt und dann so
konstruieren das die Spannung möglichst klein ist.
Genug Querschnitt ist auch ncoh notwendig, damit der Strom die Kontakte nicht zu viel erwärmt.

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Klaus

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