Einwirkung der Raschheit der Formänderung auf die Widerstandsfähigkeit der Materalien; von Prof. R. H. Thurston. Mit Diagrammen auf Tafel B. Thurston, über die Widerstandsfähigkeit der Materialien. Von Seite des Verfassers wurde bereits des nach Tresca so genannten „Flusses der Metalle“ in Bezug ihres die Widerstandsfähigkeit der Metalle gegen äußere Beanspruchung modificirenden Einflusses gedacht.Transactions of the American Society of Civil Engineer, Bd. 3 S. 13. Dieselbe moleculare Bewegung, oder Fluß, welche die innern Kräfte wieder ausgleicht und die innern Spannungen mildert, ist möglicherweise nur eine Phase jener Eigenschaft, von welcher Vicat voraussetzte, sie könne nach Verlauf einer gewissen Zeit den Bruch eines Metalles herbeiführen, wenn selbes einer nahezu seiner Festigkeitsgrenze entsprechenden Belastung ausgesetzt wird. Die eine dieser Actionen ist mehr unmittelbar als die andere; letztere bringt ihre Wirkung hervor, selbst wenn die Cohäsionskraft wirklich gesteigert worden wäre. Es wurde übrigens beobachtet, daß in allen jenen Fällen, in welchen Schmiedeisen und Stahl einer Beanspruchung über die Elasticitätsgrenze ausgesetzt wurden, sie keine Neigung zum „Fließen“ zeigten, und daß beinahe in jedem dieser Fälle eine thatsächliche und bleibende Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch Spannung Platz griff. Weiters wurde bei keinem der gemachten Versuche an einem und demselben Stücke ein gleichzeitiges Vorkommen des Fließens und der Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch Spannung beobachtet. Seither an Kupfer vorgenommene Experimente ergaben autographische Spannungsdiagramme, an denen sich dieser doppelte Effect beobachten ließ. Die Erhöhung der Elasticitätsgrenze trat während der ersten Periode des Experimentes ein, in einer darauf folgenden spätern Periode zeigte das Diagramm Fluß, wobei das Metall bei allmälig abnehmendem Widerstande nachgab. Dieses Phänomen sinkenden Widerstandes bei zunehmender Verdrehung, welches bei Eisen und Stahl vor dem Bruch nie eintrat, wurde seither häufig an andern Materialien wahrgenommen. So z.B. geben die folgenden zwei Tabellen I und II einige Illustrationen hierzu. I. Torsionsversuche.In den nachstehenden Tabellen bezeichnet zur Abkürzung T = Tag, St = Stunde und M = Minute.Die Red. Nummerder Probe. Materialtheile. Dauer derInanspruchnahme. Torsionswinkel. Sinken desStiftes. Anmerkungen. Zinn Kupfer. Grad. Zoll. mm. Dasselbe Stück 123 100,00100,00100,00 ––– 40 M  1 St  2 St   65180280 0,060,100,10 1,522,542,54     Erholte sich nach weiterer Verdrehung um 1°, woder Stift wieder auf die ursprüngliche Höhe stieg.Desgl. nach 8°.Desgl. nach 80°. 4   99,44 0,56 12 M 380 50 Procent Erholte sich nicht wieder. 5   98,89 1,11 – – – – Verhielt sich wie Nr. 4. 6 Legirung –   58 0,2 5,08 Erholte sich nicht wieder. II. Versuche mit transversalem Zug bei ruhiger Belastung. Probestücke 1 × 1 × 22 Zoll (25,4 × 25,4 × 558mm,8). Nummerder Probe. Materialtheile. Belastung. Durchbiegung. Zeit Zunehmende Durchbiegung. Bruchbelastung. Zinn. Kupfer. Pfd. k Zoll. mm. Zoll. mm Pfd. k  7 – 100,00   600 272,16 0,534 13,56    5 M 0,009     0,23   650 294,84  8     1,90   98,10   475 215,46 1,762 44,75   3 „ 0,291     7,39 – –   500 226,80 2,108 53,54   3 „ 0,488   12,40   500 226,80  9     7,20   92,80   950 430,92 0,348   8,84   5 „ 0,081     2,06 1350 612,36 10   10,00   90,00   950 430,92 0,395 10,03   5 „ 0,021     0,53 – – 1485 673,60 3,447 87,55 13 „ 4,087 103,18 1485 673,60 11   90,30     9,70   100   45,36 0,085   2,61 10 „ 0,021     0,53 – –   120   54,43 0,140   3,56 10.„ 0,055     1,40 – –   140   63,50 0,221   5,61 10 „ 0,098     2,49 – – „ „ 0,319   8,10 10 „ 0,038     0,97 – – „ „ 0,357   9,07  40 St 0,920   23,38 – –   160   72,58 1,294 32,87   10 M 0,025     0,63 – – „ „ 1,320 33,53    1 T 1,000   25,40 – – „ „ 2,320 58,93    1 „ 1,000   25,40 – – „ „ 3,320 84,33    1 „ 1,000   25,40   160   72,58 12   98,89     1,11     90   40,82 0,243   6,17     5 M 0,063     1,60 – –   120   54,43 0,736 18,69 15 „ 1,055   26,80 – – „ „ 1,791 45,49 30 „ 0,748   19,00 – – „ „ 2,539 64,49 45 „ 0,595   15,11 – – „ „ 3,134 79,60   12 St 8,000 203,20   120   54,43 13 100,00 –     80   36,29 0,218   5,54     5 M 0,064     1,63   110   49,90 Zwischen diesen Extremen der Zusammensetzung liegende Metalle ließen bei constanter Belastung Fluß oder zunehmende Durchbiegung nicht an sich beobachten. Versuche über die Zugfestigkeit ähnlicher Metalle weisen analoge Resultate auf, und es scheinen diese Versuche und die dabei gemachten Beobachtungen die oben gemachten Bemerkungen zu bestätigen und anzuzeigen, daß unter gewissen Bedingungen die Erscheinung des Fließens und die Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch Spannung co-existirend seien, wie dies speciell bei zähen, faserigen Substanzen zu beobachten ist. Eine weitere Schlußfolgerung in unserer oben angezogenen Abhandlung bezieht sich auf ein für Schmiedeisen abgeleitetes Gesetz, welches, wenn wirklich bestehend, von noch größerer Wichtigkeit für den Ingenieur ist, als die eben angeführten Thatsachen, nämlich: daß die Zeitdauer, während welcher die Inanspruchnahme stattfindet, von entscheidendem Einfluß auf deren Effect ist, nicht blos als ein Factor, der die lebendige Kraft der belastenden und die Trägheit der widerstandleistenden Masse modificirt, sondern auch durch die Einflußnahme auf die Hervorbringung und Vertheilung der innern Spannungen. Es wurde an der Hand autographischer Spannungsdiagramme erwiesen, daß einige Materialien um so leichter nachgeben, je rascher Verdrehung und Bruch hervorgebracht werden, wobei der Widerstand als in verkehrtem Verhältnisse mit der Raschheit der Formänderung stehend befunden wurde. Weiters wurde die Vermuthung aufgestellt, daß diese Wirkung nahe verwandt sei dem entgegengesetzten Phänomen, nämlich der Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch Spannung. Eine Erklärung hierfür bot sich aus der Annahme, daß bei rapider Verdrehung nicht genügend Zeit bleibt zur Milderung der innern Spannung. Ferner wurde bemerkt, daß die dehnbarsten Substanzen, wenn durch Stoß oder anderweitige rapide Wirkung gebrochen, ähnliches Verhalten zeigen können wie verhältnißmäßig spröde Substanzen. Seither wurden die experimentellen Untersuchungen mit zeitweiligen Unterbrechungen fortgeführt, wobei sich die oben angeführten Behauptungen bestätigten, und wobei sich herausstellte, daß zwischen diesen Spannungserscheinungen und der Zeitdauer der Inanspruchnahme Beziehungen bestehen, welche hier als Ergänzung der bereits publicirten Gesetze angeführt werden sollen. Sollte sich, wie der Verfasser voraussetzt, bewahrheiten, daß die Ursache der abnehmenden Widerstandsfähigkeit, wie sie manchmal bei gesteigerter Raschheit der Verdrehung beobachtet wurde, in naher Verwandtschaft steht zur Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch Spannung, so würde sich folgender Satz als einfacher Ergänzungssatz hinstellen lassen: „Unelastische und faserige Materialien, welche unfähig sind, während einer Verdrehung innerlich gespannt zu werden, müssen größern Widerstand gegen rapid hervorgebrachte Verdrehung, wie gegen allmälig und langsam hervorgebrachte äußern, und zwar in Folge ihrer Unfähigkeit, die innere moleculare Zusammensetzung, resp. den Querschnitt schnell genug zu verändern“ . Dieses Gesetz zeigte sich bei einer großen Anzahl von Versuchen als richtig und ist vielleicht von allgemeiner Geltung. Kupfer, Zinn und andere unelastische und dehnbare Metalle und Legirungen zeigen dieses Verhalten und sind in dieser Beziehung Gegensätze zu Schmiedeisen und Stahl. Der Verfasser erwähnte der Thatsache, daß sehr weiches Eisen nicht immer eine wahrnehmbare Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch Spannung aufweist, und Commodore L. A. Beardslee der Vereinigten Staaten-Marine hat unlängst beobachtet, daß das weichste und dehnbarste Probestück von Eisen, welches je von ihm auf der Werfte zu Washington geprüft wurde, eine wahrnehmbare Steigerung der Widerstandsfähigkeit bei wachsender Raschheit der Inanspruchnahme zeigte. Dieses Metall war besonders eigenthümlich in seiner Weichheit und extremen Dehnbarkeit. Alle übrigen im Handel vorkommenden Eisensorten scheinen zur andern Klasse zu gehören. Ebenso geben die Untersuchungen im mechanischen Laboratorium des Stevens Institute of Technology zu Hoboken zahlreiche Illustrationen zur Behauptung, daß Metalle, welche bei constanter Belastung allmälig nachgeben, bei gesteigerter Einwirkungsgeschwindigkeit erhöhte Widerstandsfähigkeit bieten. Die Biegungscurven einer beträchtlichen Anzahl dehnbarer Metalle und Legirungen verlaufen continuirlich, wenn die Zeitintervalle, während welcher die einzelnen Belastungen nach einander zur Wirkung kamen, gleich warm; sobald aber diese Zeitintervalle variirten, zeigen sich Unregelmäßigkeiten im Verlaufe der Curve. Probestücke von solchen Metallen, gebrochen durch transversalen Zug, setzten rapid wirkenden Kräften einen größern Widerstand entgegen als bei langsamer Steigerung. Zwei einer und derselben Stange entnommene Probestücke aus Zinn wurden durch transversalen Zug zum Brechen gebracht, das eine durch rapide und das andere durch allmälig stattfindende Einwirkung; das erstere Probestück ertrug bis zum Brechen eine Belastung von 2100 Pfd. (952k,5), das zweite 1400 Pfd. (635k). Dieses Beispiel ist geeignet, die große Differenz zu beleuchten, welche in ähnlichen Fällen eintreten kann, und es scheint dem Verfasser die Möglichkeit dessen anzuzeigen, daß in extremen Fällen Resultate erhalten werden, die im höchsten Grade trügerisch sind, sobald auf die Zeit keine Rücksicht genommen wird. Die über diese Klasse von Metallen genommenen autographischen Spannungsdiagramme zeigen auf lange Strecken hin sanft verlaufende, gerade und horizontale Linien, wenn die Verdrehung mit gleichförmiger Geschwindigkeit stattfindet. Steigerung der Schnelligkeit der Verdrehung verursacht ein unverzügliches und anhaltendes Steigen des Stiftes, und eine Abnahme dieser Schnelligkeit verursacht ein Hinabsinken der Linie. Bei einigen Experimenten blieb der Stift in einer horizontalen Linie, wenn während einer halben Stunde die Verdrehung einer vollen Umdrehung gleichkam. Zwei Versuchstücke wurden ein und derselben Stange entnommen, eines davon rasch, das andere langsam zum Bruche gebracht; ersteres gab im Spannungsdiagramm eine um 50 Fußpfund (6mk,91) höhere Maximalordinate als letzteres, die Differenz betrug beinahe 50 Proc. Es ist augenscheinlich daß, wie immer auch der Charakter des Metalles und die Schnelligkeit des Brechens sei, doch die Wirkung der Trägheit der Masse und der durch den Stoß nicht unmittelbar getroffenen Partikeln bestehen bleibt und stets eine Verminderung der Widerstandsfähigkeit gegen Stoß hervorbringt, welche in vielen Fällen das durch die oben angeführte Gründe bedingte Wachsen der Widerstandsfähigkeit mehr als ausgleichen kann.Die Trägheit des Gewichtes in der Festigkeitsmaschine hat in diesen Fällen einen unmeßbar geringen Einfluß auf die Modificirung der Resultate. Der Verfasser würde demnach die Metalle in zwei Klassen eintheilen, nämlich: 1) Metalle, die in Folge künstlicher Bearbeitung innerer Spannung ausgesetzt sind. Diese zeigen Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch Spannung und abnehmende Widerstandsfähigkeit bei zunehmender Schnelligkeit der Verdrehung. Das gewöhnlich im Handel vorkommende Eisen kann als Typus dieser Klasse angesehen werden. 2) Metalle von unelastischem faserigem Charakter, welche innerer Spannung nicht ausgesetzt sind. Diese zeigen im Allgemeinen keine Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch Spannung, dagegen bei zunehmender Geschwindigkeit der Verdrehung erhöhte Widerstandsfähigkeit. Als Typus dieser Klasse kann Zinn betrachtet werden. Es ist klar, daß für die Constructionen des Ingenieurs die Metalle der ersten Gruppe einen weitaus größern Werth besitzen als jene der zweiten, besonders bei permanenten Belastungen und geringen Sicherheitscoefficienten. Die Herabminderung der Elasticitätsgrenze durch andauernde Belastung wurde an gewissen Materialien schon früher bemerkt, ohne jedoch genügende Betrachtung zu finden. Das beigefügte Täfelchen B zeigt die Spannungsdiagramme, zusammengestellt nach den Resultaten der Experimente. Sie wurden als typische Beispiele für die obenerwähnten zwei Gruppen von Metallen ausgewählt. Zur Vornahme der Experimente wurde das Probestück in zwei cylindrische Stahllager eingespannt, welche von einer genau gehobelten horizontalen Platte getragen wurden. Die Biegung wurde hervorgebracht durch eine kräftige Schraube und ein großes Handrad. Die Belastung wurde durch eine Fairbank'sche Wage gemessen und die Biegung sowie die Setzung mit einem speciellen von Brown und Sharp angefertigten Meßapparat bestimmt, welcher ein Ablesen bis zu 0,0001 Zoll (0mm,25) gestattete; der Meßapparat wurde von den auf den Biegungsapparat einwirkenden Kräften nicht afficirt. Die Belastung oder biegende Kraft wurde mit Hilfe des Wagebalkens adjustirt. Nachdem das Probestück eingespannt war, wurde das zur Verwendung kommende Gewicht an dem Wagebalken hinausgeschoben und die Schraube sorgfältig gedreht, bis durch ihren Druck auf die Mitte des Probestückes der Wagebalken sich langsam hob und beiläufig in der Mitte seines Spieles schwankte, was durch einen am Ende des Balkens angebrachten und längs einer feingetheilten Scale spielenden Zeiger angezeigt wurde. Bei richtigem Einspielen wurde die Biegung abgelesen, und der Wagebalken der Belastung entledigt, um die Setzung abmessen zu können. Hierauf wurde das Probestück durch stärkere Belastung weiter gebogen. Gelegentlich wurde das Probestück belastet gelassen und das von demselben geäußerte Widerstandsvermögen in häufig auf einander folgenden Intervallen gemessen. In allen solchen Fällen senkte sich der Wagebalken allmälig, und eine Abnahme des Wiederherstellungsvermögens im Probestücke wurde beobachtet. Nach dem Sinken des Wagebalkens wurde das Gewicht so weit zurückgeschoben, als nothwendig war, um ihn beiläufig wieder in seiner Mittelstellung einspielen zu lassen, wobei das wirkende Gewicht und die Zeitintervalle notirt wurden. Bei Wiederholung dieses Vorgehens zeigte der Hebel einen successive geringer werdenden Verlust im Wiederherstellungsvermögen des Probestückes an, bis der genügend erleichterte Wagebalken endlich in seiner Stellung verharrend blieb, worauf eine neue Reihe von Versuchen vorgenommen wurde. Das Probestück Nr. 599 bestehend aus 90 Th. Zink, 10 Th. Kupfer zeigt (Tafel B und Tabelle III S. 340) ein constantes Verhältniß zwischen der wirkenden Kraft und der durch dieselbe hervorgebrachten Verdrehung; der verschwächende Einfluß dauernder Belastung Taf. B. Spannungsdiagramme von 4 Schmiedeisenproben (Nr. 680 bis 651) und 2 Kupfer-Zinklegirungen (Nr. 596 und 599), mit transversalem Zug bensprucht. S. 338–339 ist in den Unterbrechungen der Curve wohl ersichtlich; bei erneut wachsender Inanspruchnahme dagegen setzt sich die Curve stets wieder in dem ursprünglichen Sinne fort. Der durch dauernde Belastung hervorgebrachte Verlust an „Wiederherstellungsvermögen“ belief sich bei einer Belastung von 163 Pfd. (73k,94) auf 20 Pfd. (9k,07), die Durchbiegung betrug 0,0347 Zoll (0mm,88). Hierauf wurde das Probestück bis auf 3 Pfd. (1k,36) entlastet und zeigte eine bleibende Setzung von 0,0039 Zoll (0mm,099). Bei 403 Pfd. (182k,80) war der Verlust an Wiederherstellungsvermögen so ziemlich derselbe, wie dies aus der Tabelle III zu ersehen ist. Zuletzt wurde die Belastung auf 1233 Pfd. (559k,29) gesteigert bei entsprechender Durchbiegung von 0,5209 Zoll (13mm,23). Nach 15 Minuten, während welcher die Durchbiegung constant erhalten wurde, hatte die Belastung successive auf 1137 Pfd. (515k,74) herabgesetzt werden müssen. Bei der nun folgenden gänzlichen Entlastung auf 3 Pfd. (1k,36) zeigte sich eine bleibende Setzung von 0,2736 Zoll (6mm,95). Nun wurde die Belastung neuerdings auf 1233 Pfd. (559k,29) gebracht – Durchbiegung 0,5456 Zoll (13mm,86) – und der „Zeitversuch“ wiederholt. Das erhaltene Resultat war ein ganz unerwartetes. Das Wiederherstellungsvermögen nahm in wechselndem Betrage beständig ab, endlich brach das Probestück scharf entzwei und die zwei Hälften fielen zu Boden. Das Wiederherstellungsvermögen war bis auf 911 Pfd. (413k,23) gefallen. Die Durchbiegung war genau dieselbe wie bei 1233 Pfd. (559k,29) Belastung. Der Wagebalken balancirte durch beiläufig 3 Minuten, als der Bruch eintrat. Ein Assistent saß im Augenblicke des Bruches 15 bis 20 Fuß (4,5 bis 6m) von dem Apparate entfernt; es hatte, nachdem die letzte Adjustirung des Gewichtes vorgenommen war, Niemand die Wage berührt. Dies ist ein Fall, welcher in der Erfahrung des Verfassers seines Gleichen nicht hat. Er beweist die Möglichkeit einer Verminderung der Widerstandskraft, auf die man Rücksicht nehmen muß, sobald sich die Inanspruchnahme eines zur „Zinn-Klasse“ gehörigen Metalles der Bruchgrenze nähert. Das Spannungsdiagramm dieses Probestückes schmiegt sich so ziemlich einer Hyperbel an, das Gesetz Hooke's „ut tensio sic vis“ bewährt sich, wie gewöhnlich, bis zu dem Punkte als gut, bei welchem die Belastung etwa die Hälfte der maximalen ist. In folgender Tabelle III sind die nähern Daten des Versuches eingetragen. III. Probestück Nr. 599: 90 Th. Zink, 10 Th. Kupfer = 1 × 0,992 × 22 Zoll (25,4 × 25,2 × 558mm,8). Textabbildung Bd. 223, S. 340 Das Probestück wurde unter Spannung belassen um 11 Uhr 22 Min. Vormittag und die Abnahme des Widerstandes in folgenden Zeitintervallen gemessen: k k 11 Uhr 37 Min. 1133 Pfd. = 513,93 12 Uhr      39 1/2 Min. 10,23 Pfd. = 464,03 11 „ 50 „ 1093 „ = 495,78 12 „      53 1/2 „ 1003 „ = 454,96 12 „   2 „ 1070 „ = 485,35 12 „      58 1/2 „   993 „ = 450,42 12 „   8 „ 1063 „ = 482,18 1 „ 20 „   911 „ = 413,23 12 „ 25 „ 1043 „ = 473,10 Um 1 Uhr 23 Min. Nachmittag brach das Probestück. Ein Beispiel ähnlichen Verhaltens wird von dem vollständig anders beschaffenen Probestück Nr. 596 geliefert und ist auf der Tafel B im Diagramm und in der Tabelle IV (S. 341) in den Beobachtungswerthen dargestellt. Obwohl dieses Probestück hart, spröde und elastisch war, so muß es doch noch nach seinem Verhalten sowohl bei continuirlicher, als auch bei absatzweise wirkender Belastung der Zinn-Klasse zugerechnet werden. Der Verfasser muß annehmen, daß ein Unterschied besteht zwischen dem „Flusse“, wie er an diesen Metallen zu beobachten ist, und jenem „Flusse“, welcher nach seiner frühern Abhandlung die Aufhebung innerer Spannungen und dadurch bedingt eine Erhöhung der Elasticitätsgrenze bei dauernder Belastung hervorbringt. Diese letztere Erscheinung – IV. Probestück Nr. 596: 75 Th. Zink, 25 Th. Kupfer. Zweiter Guß 0,985 × 0,985 × 0,985 × 22 Zoll (24,92 × 24,92 × 558mm,8). Textabbildung Bd. 223, S. 341 die Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch Spannung – wurde vom Verfasser in sehr schlagender Weise bei Gelegenheit der Biegung von Eisenstäben durch transversalen Zug beobachtet. Die Tafel B zeigt die durch transversales Biegen erhaltenen Spannungsdiagramme von vier Probestücken Nr. 648 bis 651, welche aus derselben Stange gewöhnlichen Schmiedeisens (Schweißeisens) hergestellt waren. Von diesen vier Stücken wurden die zwei erstern in der oben genannten Fairbank'schen Maschine geprüft, bei welcher die „Zeitversuche“ so angestellt werden können, daß sich die Last selbstthätig in dem Sinne ändert, um die Durchbiegung constant zu erhalten. Die beiden letzten Probestücke wurden mit directer Belastung geprüft, so daß die Last constant blieb und die Durchbiegung sich änderte. Die zwei erwähnten Paare von Probestücken wurden zum Bruche gebracht, eines von jedem Paare durch fortwährende Zugabe von Gewichten, wobei keine Zeit zur Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch Spannung gelassen wurde. Das andere Stück in jedem Paare wurde absatzweise belastet und die Erhöhung der Elasticitätsgrenze sowie die Setzung gemessen. Die Erhöhung der Elasticitätsgrenze durch längere Einwirkung äußerer Kräfte ist nun schon eclatant erwiesen für das Eisen und die zur selben Klasse gehörigen Metalle bei Ausdehnung, Torsion, Zusammendrückung und Biegung, und es müssen nach Ansicht des Verfassers die langbekannten Effecte des Kalthämmerns, des Kaltrollens und Drahtziehens in ihrer verstärkenden V bis VIII. Probestücke aus Schmiedeisen Nr. 648 bis 651 unter transversaler Belastung:1 × 1 × 28 Zoll (25,4 × 25,4 × 711mm,2). 22 Zoll (553mm,8) zwischen den Unterstützungspunkten. V. Nr. 648 in Fairbank's Maschine geprüft. Textabbildung Bd. 223, S. 342 Textabbildung Bd. 223, S. 343 * Die Spannung wurde allmälig auf 3 Pfd. (1*k,36) reducirt und eine Anzahl von Ablesungen gemacht, dann allmälig auf 2238 Pfd. (1015*k,16) erhöht und die Ablesungen entsprechend den früheren genommen, wobei gefunden wurde, daß das Wachsen der Durchbiegung proportional zum Wachsen der Belastung war. Textabbildung Bd. 223, S. 344 und härtenden Wirkung ebensosehr durch diese moleculare Veränderung als durch das einfache Verdichten und Schließen von Höhlungen und Poren erklärt werden. Aus den Diagrammen der Tafel B treten die durch transversale Biegung entstehenden Erscheinungen noch vollständiger und deutlicher hervor als aus den Tabellen V bis VIII (S. 342 bis 346). Ein Studium dieser typischen Beispiele kann nicht verfehlen, sowohl interessant als auch instructiv zu sein. Bezugnehmend auf die Diagramme der Tafel B (Eisengruppe Nr. 648 bis 651), Zinn-Gruppe Nr. 556 und 599) weisen beide Gruppen, wenn durch Biegung beansprucht, ein allmälig abnehmendes Bestreben auf, ihre ursprüngliche Form wiederherzustellen. Bei der Zinn-Gruppe scheint dieser Verlust am Wiederherstellungsvermögen unbestimmt zu verlaufen, und, wie aus einem der hier angeführten Beispiele ersichtlich, selbst bis zum Bruche sich fortzusetzen. Bei Eisen und der Gruppe von Metallen, VI. Nr. 649 in Fairbank's Maschine geprüft. Belastung. Durchbiegung. Belastung. Durchbiegung. Pfd. k Zoll. mm Pfd. k Zoll. mm   103   46,72 0,0139 0,353 1462   663,16 0,1505   3,823   200   90,72 0,0238 0,604 1480   671,33 0,1569   3,985   300 136,08 0,0328 0,833 1500   680,40 0,1619   4,112   405 183,71 0,0425 1,079 1520   689,47 0,1709   4,341   500 226,80 0,0519 1,318 1540   698,54 0,1804   4,582   600 272,16 0,0602 1,529 1560   707,62 0,2078   5,278   700 317,52 0,0689 1,750 1580   716,69 0,2429   6,170   800 362,88 0,0787 1,999   1600 a   725,76 0,2854   7,249   900 408,24 0,0889 2,258 Nach 2 3/4 M 0,3629   9,218 1000 453,60 0,0982 2,494 1620   734,83 0,3704   9,408 1100 498,96 0,1081 2,746 1640   743,90 0,3831   9,731 1200 544,32 0,1171 2,974 Nach  6 M 0,4404 11,186 1300 589,68 0,1279 3,249 1660   752,98 0,4479 11,377 1400 635,04 0,1398 3,551    1680 b   762,05 0,4599 11,681 1420 644,11 0,1435 3,645 – – – – 1442 654,09 0,1472 3,739 2350 1065,96 5,5770 141,656 161,733 a Bei 1600 Pfd. (725k,76) sank der Hebel momentan, die Pressionsschraube wurde niederwärts bewegt, um den Wagebalken 2 3/4 Min. lang in Balance zu erhalten, wobei sich die Durchbiegung auf 0,3629 Zoll (9mm,218) vergrößerte. b Bei 1680 Pfd. (762k,05) wurde die Pressionsschraube abermals niederwärts bewegt und das Gewicht am Wagebalken verschoben, um ihn in Balance zu erhalten. Der Wagebalken vibrirte auf und nieder – augenblicklich fallend oder steigend, wenn das Handrad langsamer oder schneller gedreht wurde. VII. Nr. 650 bei directer Belastung geprüft. Belastung. Durchbiegung. Belastung. Durchbiegung. Pfd. k Zoll. mm Pfd. k Zoll. mm 100 45,36 0,0150 0,381 800 362,88 0,0858 2,179 200 90,72 0,0239 0,607 1200 544,32 0,1456 3,698 400 181,44 0,0425 1,079 1400 635,04 0,1749 4,442 600 272,16 0,0638 1,620    1500 c 680,40 0,2143 5,443 c Bei 1626 Pfd. (737k,55) wurde keine Ablesung gemacht. Gewichte wurden, wie folgt, schnell nach einander zugegeben und zwar 4 bis 5 Stück in jeder Minute: 82, 25, 42, 15, 16, 10, 15,5, 16, 25, 25, 25, 13, 11,5, 16, 27, 62, 40,5, 61, 45, 62, zusammen 2260,5 Pfd. (1025k,36). Das Probestück senkte sich rasch; sein Seitenzug spaltete das Holzfutter der Böcke, in welchen es eingespannt war. Die bleibende Setzung nach Entfernung der Last betrug 2,5 Zoll (63mm,5.) Die totale Biegung berechnet sich, wie folgt: Nachdem die Elasticität des Stückes dieselbe blieb, so ist die Größe der Abbiegung über den Betrag der Setzung hinaus der Belastung direct proportional. (Dies ist erwiesen durch den Parallelismus der elastischen Linien mit der ursprünglichen Linie innerhalb der Elasticitätsgrenze.) So war bei 800 Pfd. (362k,88) die bleibende Setzung kaum wahrnehmbar, die Durchbiegung 0,0858 Zoll (2mm 179), daher 800 : 0,058 = 2260 : 0,242. Demnach ist 0,242 (aus der Proportion berechnet) + 2,5 (gemessene bleibende Setzung) = 2 742 Zoll (69mm ,65) die factische Durchbiegung. VIII. Nr. 651 bei directer Belastung geprüft. Belastung. Durchbiegung. Belastung. Durchbiegung. Pfd. k Zoll. mm Pfd. k Zoll. mm 100 45,36 0,0158 0,401 Nach 48 St 30 M 1,9245 48,882 200 90,72 0,0275 0,698 2222 1007,90 1,9379 49,223 400 181,44 0,0489 1,242 2288 1037,84 2,1386 54,320 600 272,16 0,0709 1,801 Nach 12 M 2,9535 75,019 803 364,24 0,0913 2,318 2266 1027,86 2,9928 76,017 1000 453,60 0,1141 2,898 Nach 17 M 3,0157 76,599 1200 544,32 0,1394 3,541 Nach 3 St 37 M 3,0236 76,797 1400 635,04 0,1701 4,321 2288 1037,84 3,0290 76,937 1500 680,40 0,2465 6,261 2350 1065,96 3,0426 77,282 Nach 8 M 0,4307 10,940 2370 1075,03 3,0433 77,300 1600 725,76 0,4890 12,421 Nach 25 St 15 M 3,0677 77,920 Nach 6 M 0,6504 16,521 2422 1098,62 3,0701 77,981 Nach 5 St 46 M 0,6598 16,759 2452 1112,23 3,0732 78,059 1700 771,12 0,6700 17,018 2484 1126,74 3,0812 78,262 Nach 3 M 0,6716 17,059 Nach 39 St 40 M 4,2591 108,181 Nach 16 St 0,7615 19,342 Nach 43 St 20 M 4,2591 108,181 1800 816,48 0,7710 19,583 2513 1139,90 4,2623 108,262 1900 861,84 1,0904 27,696 2556 1159,40 4,2670 108,382 Nach 3 St 15 M 1,8567 47,140 Nach 4 St 20 M 4,2749 108,582 Nach 45 St 45 M 1,8709 47,521 2589 1174,37 4,2749 108,582 2005 909,47 1,8787 47,719 Nach 48 St 4,6591 118,341 Nach 3 St 1,8819 47,800 Nach 61 St 30 M 4,6701 118,621 2052 930,79 1,8886 47,970 Die Gewichte erreichten den Boden 2115 959,36 1,8921 48,059 und der Versuch wurde beendigt. für welche ersteres als Typus angenommen wurde, wird die Abnahme an Wiederherstellungsvermögen allmälig weniger und weniger rapid, erreicht endlich eine Grenze, nach Erreichung welcher sich das Metall gestärkt erweist und die Elasticitätsgrenze erhöht gefunden wird. In dieser Hinsicht werden die zwei Metallgruppen in grade entgegengesetzter Weise durch die Zeitdauer des Zuges beansprucht. Die Diagramme zeigen besser als die tabellarischen Zusammenstellungen, daß die intermittirend beanspruchten Probestücke sowohl eine Erhöhung der Elasticitätsgrenze, als der Bruchfestigkeit erfahren. Der Parallelismus der „elastischen Linien“, welche durch die zeitweisen Entlastungen erhalten wurden, zeigt, daß der Elasticitätsmodulus durch die Erhöhung der Elasticitätsgrenze nicht alterirt wird. Die Evidenz des intermolecularen Flusses wurde in einer sich den Sinnen direct kundgebenden Weise vorgeführt und zwar mit den an der Zinn-Gruppe vorgenommenen Experimenten. Wenn eine Zinnstange gebogen wird, so ist das als „Zinnschrei“ bekannte Geräusch wahrnehmbar. Dieses Geräusch wurde, soweit es dem Verfasser bekannt ist, bisher nie wahrgenommen, wenn eine Stange gebogen und hierauf vollkommen ruhig gehalten wurde. In einigen kürzlich vorgekommenen. Fällen, beim Experimentiren auf Biegung mit den Metallen der zweiten Gruppe, zeigte sich, daß Probestücke, welche bei constanter Durchbiegung erhalten wurden, dieses Geräusch stundenlang wahrnehmen ließen, indem sie allmälig bleibende Setzung annahmen und die Wiederherstellungskraft verloren. Während der Vornahme einiger Experimente ereignete sich ein sehr markanter Fall von Verminderung der bleibenden Setzung bei länger dauernder Entlastung, welcher von Prof. W. A. Norton beobachtet und beschrieben wurde. Die Wiederherstellung an geraderichtender Kraft des gebogenen Probestückes war manchmal in beträchtlichem Maße wahrzunehmen; sie belief sich auf nahe 30 Pfd. (13k,61) in 15 Minuten. Die Aufzeichnungen der Versuche sind in folgender Tabelle IX enthalten. IX. Probestück Nr. 563 : 17,5 Th. Kupfer, 82,5 Th. Zinn. 0,986 × 0,993 × 22 Zoll (25,04 × 25,22 × 558mm,8). Belastung. Durchbiegung. BleibendeSetzung. Belastung. Durchbiegung BleibendeSetzung. Pfd. k Zoll. mm Zoll. mm Pfd. k Zoll. mm Zoll mm 10 4,54 0,0027 0,069 – – 200 90,72 0,1798 4,567 – – 20 9,07 0,0070 0,178 – – 240 108,86 0,2503 6,358 – – 40 18,14 0,0153 0,389 – – 280 127,01 0,3762 9,555 – – 60 27,22 0,0256 0,650 – – 300 136,08 0,4597 11,676 – – 80 36,29 0,0365 0,927 – – 5 2,27 – – 0,3084 7,833 100 45,36 0,0499 1,267 – – Bleibende Setzung fiel in 5 2,27 – – 0,0092 0,234 – – 2 St 20 M auf. 0,2845 7,226 140 63,50 0,0804 2,042 – 300 136,08 0,5332 13,543 – – 180 81,66 0,1343 3,411 – – 310 140,62 Probestück brach während des 200 90,72 0,1666 4,232 – – Aufsetzens von Gewichten. 5 2,27 – – 0,0821 2,085 Nachdem das Probestück mit 300 Pfd. (136k,08) belastet und die Ablesung gemacht war, wurde die Schraube so weit zurückbewegt, daß der Wagebalken bei 5 Pfd. (2k,27) balancirte. Der Pressionsblock der Schraube berührte das Probestück hierbei kaum merklich. Die Setzung wurde, wie in der Tabelle IX verzeichnet, im Betrage von 0,3084 Zoll (7mm,83) abgelesen, worauf sich der Wagebalken langsam zu erheben begann. Nachher wurde die Pressionsschraube abermals zurückbewegt, so daß der Wagebalken wieder bei 5 Pfd. (2k,27) balancirte, und die Setzung in der Größe von 0,3022 Zoll (7mm,68) gemessen; die Zeit hierbei war 2 Minuten. Der Wagebalken erhob sich nun bei constant bleibender Setzung von Neuem, das Gewicht an ihm wurde weiter hinausgeschoben und er selbst bei 10 Pfd. (4k,54) balancirt, wobei die Zeit wieder 2 Minuten betrug. Nach weitern 2 Minuten balancirte der Balken bei 14 Pfd. (6k,35). Die Pressionsschraube wurde wieder so weit rückwärts bewegt, bis der Wagebalken bei 5 Pfd. (2k,27) balancirte, wobei die abgemessene Setzung nunmehr 0,2998 Zoll (7mm,89) betrug. Der Wageballen begann sich wieder zu erheben. Nach 2 Minuten balancirte er bei 10 Pfd. (4k,54), nach 10 Minuten bei 16 Pfd. (7k,26) und nach 29 Minuten bei 23 Pfd. (10k,43). Der Balken wurde neuerdings bei 5 Pfd. (2k,27) zum Balanciren gebracht, die Setzung betrug nun 0,2902 Zoll (7k,37). Der Wagebalken erhob sich nach 4 Minuten; nach 29 Minuten balancirte er bei 14 Pfd. (6k,35) und in 65 Minuten darauf bei 20 Pfd. (9k,07). Der Balken wurde abermals bei 5 Pfd. (2k,27) zum Balanciren gebracht, wobei die Setzung sich auf 0,2845 Zoll (7mm,23) belief. Die ganze Abnahme der Setzung während 2 Stunden 20 Minuten betrug 0,3084 – 0,2845 = 0,0239 Zoll (0mm,61). Sodann wurden die 300 Pfd. (136k,08) wieder aufgesetzt wobei die Biegung mit 0,5332 Zoll (13mm,54) abgelesen wurde. Die Belastung wurde weiter vergrößert; ehe sie jedoch 310 Pfd. (140k,6) erreicht hatte, brach der Probestab.