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    Zeitabhängiges mechanisches werkstoffverhalten. Grundlagen, Experimente, Rechenverfahren für die Praxis, Werkstoff-Forschung und -Technik, herausgeg. von B. Ilschner, Band 2. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo 1984, 112 Abbildungen; XI + 283 Seiten, Geheftet DM 68, —/etwa US $ 24,80, ISBN 3-540-13648-7 (1985)
    Wiley
    Details
    Publication Date: 1985-12-01
    Print ISSN: 0232-1300
    Electronic ISSN: 1521-4079
    Topics: Geosciences , Physics
    Published by Wiley
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    PAPER CURRENT
  • 2
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    Einfache Kriechgleichungen für nichtlinear-viskoelastische Werkstoffe (1986)
    Springer
    Rheologica acta 25 (1986), S. 359-364 
    Details
    ISSN: 1435-1528
    Keywords: Polymer material ; creep ; constitutive equation ; elastic potential
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Physics
    Description / Table of Contents: Abstract Solid polymers exhibit nonlinear isochronous stress-strain relationships, the degree of non-linearity increasing with stress and time. These materials commonly also display a greater resistance under compression creep conditions than under those of tension. The traditional theory of viscoelasticity does not describe this behaviour properly. Therefore, new application-oriented constitutive equations are formulated. These start from an elastic potential for materials with different responses to tension and compression, also requiring experimental results from standardized basic tests. The equations enable the engineer to predict isothermal creep behaviour of a nonlinear viscoelastic material under multiaxial, time-independent loading conditions.
    Notes: Zusammenfassung Polymerwerkstoffe zeigen nichtlineare isochrone Spannung-Dehnung-Beziehungen, der Grad der Nichtlinearität wächst mit der Spannung und der Zeit. Diese Werkstoffe besitzen im allgemeinen auch einen höheren Verformungswiderstand unter Druck- als unter Zugkriechbedingungen. Dieses Verhalten kann mit der üblichen Viskoelastizitätstheorie nicht in geeigneter Weise beschrieben werden. In der vorliegenden Arbeit sind deshalb neue anwendungsorientierte Stoffgleichungen formuliert. Sie gehen von einem elastischen Potential aus, das für Werkstoffe mit unterschiedlichem Verhalten bei Zug- und Druckbeanspruchung gilt und das nur die experimentellen Ergebnisse aus genormten Grundversuchen benötigt. Die Gleichungen ermöglichen die Vorhersage isothermen Kriechverhaltens nichtlinear-viskoelastischer Werkstoffe unter mehrachsiger zeitunabhängiger Belastung.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF01331506
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    Paper (German National Licenses)
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  • 3
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    Fließverhalten plastisch kompressibler Werkstoffe (1977)
    Springer
    Rheologica acta 16 (1977), S. 340-351 
    Details
    ISSN: 1435-1528
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Physics
    Description / Table of Contents: Summary This paper deals with the generalized plastomechanics and the flow behaviour of materials whose volume does not remain constant during plastic deformation. The usual assumption of plastic incompressibility is treated as a special case. In order to investigate the significance of an isotropic Bauschinger effect, a yield criterion is developed on the base of the plastic potential. The relations deduced are applied to polymers in the glassy state and compared with experimental data from tests in different stress fields. It is shown that the yield stress for this group of plastics is strongly dependent on the hydrostatic pressure. A restricted form of a general anisotropic yield criterion may be obtained by postulating the existence of three mutually orthogonal principal axes of anisotropy. This criterion implies that the uniaxial and shear yield stresses are not invariant with respect to sign (Bauschinger effect). The orientation dependence of tensile and shear yield stress for oriented polyethylene terephthalate sheet is calculated and compared with experimental data. The corresponding flow rule is commonly derived from the plastic potential, to give the plastic strain increments. Therefore the flow behaviour and, for example, the orientation dependence of plastic deformation bands in tension, can be deduced using only experimental stress data. The agreement between calculated and experimental results for polymers show that a plastic potential exists in which the yield criterion and strain rates are combined.
    Notes: Zusammenfassung In dieser Arbeit wird über isotropes und anisotropes, plastisches Fließen kompressibler Werkstoffe allgemein und im Vergleich mit Meßergebnissen an Plastomeren berichtet. Ausgehend von einem plastischen Potential für Isotropie wird eine Fließbedingung formuliert, die einen isotropen Bauschinger-Effekt berücksichtigt und in Sonderfällen allein die Fließgrenzen aus Grundversuchen (Zug-, Druck- und/oder Schubversuch) zur Beschreibung des Werkstoffverhaltens benötigt. In Anwendungsbeispielen und im Vergleich mit Meßergebnissen werden Grundversuche mit überlagertem hydrostatischem Druck und der ebene Spannungszustand untersucht. Ein allgemeines plastisches Potential für Anisotropie führt nach Reduktion der Anisotropieparameter auf den Sonderfall einer orthotropen Fließbedingung mit Berücksichtigung des Bauschinger-Effekts in Normal-und Schubspannungen. Davon ausgehend wird die Orientierungsabhängigkeit von Zug- und Schubfließgrenzen berechnet und mit Meßwerten aus Kurzzeitzeitversuchen an Proben aus einachsig vorgereckten „dünnen“ Scheiben aus PETP verglichen. Entsprechend der Theorie des plastischen Potentials wird die Kinetik bei Isotropie und Anisotropie behandelt. Dabei ergibt sich, daß Werkstoffe, die den angegebenen Potentialen entsprechen, außer plastischer Volumendilatation auch Dilatanz zeigen können. Neben der Herleitung der Vergleichsformänderungsgeschwindigkeit und der Anwendung auf den ebenen Spannungszustand wird die Orientierungsabhängigkeit von Verformungsbändern behandelt und mit den Meßwerten aus den Zugversuchen an PETP-Proben verglichen. Die gute Übereinstimmung zwischen Meßwerten und Rechenergebnissen zeigt, daß die in der Theorie des plastischen Potentials geforderte Verknüpfung von Fließbedingung und Stoffgleichungen für die untersuchte Werkstoffgruppe zutrifft und damit auch für Plastomere die Existenz eines plastischen Potentials angenommen werden kann.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF01534087
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    Paper (German National Licenses)
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  • 4
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    Anstrengungshypothesen für Polymerwerkstoffe (1981)
    Springer
    Rheologica acta 20 (1981), S. 542-547 
    Details
    ISSN: 1435-1528
    Keywords: Anisotropy ; plastic potential ; yielding ; pressure-dependent solid ; polymer material
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Physics
    Description / Table of Contents: Summary This paper uses as a starting point the plastic potential for pressure-dependent anisotropic solids. It is proposed that the yielding of an anisotropic material is governed by the “distortion” tensor of rank 4 and the “translation” tensor or rank 2. The translation tensor introduced corresponding to residual stress describes both the initial strength differential effect and the Bauschinger phenomenon. The proposed potential leads to an orthotropic yield criterion which seems more fundamental than the Hill condition, even if further modified to account for the pressure dependence of yielding. If the solid is isotropic the anisotropic coefficients can be taken as a linear combination of the isotropic tensor of order 2. The corresponding isotropic potential leads to the non-linear and the linear pressure-dependent von Mises criteria. The yield locus studies of both orthotropic and isotropic polymers support the proposed plastic potential in its prediction of the macroscopic yielding of pressure-dependent solids.
    Notes: Zusammenfassung Anstrengungshypothesen für Konstruktionswerkstoffe werden oft aus Annahmen über die für die Werkstoffanstrengung maßgeblichen Kenngrößen aufgestellt, durch experimentelle Ergebnisse über den Fließbeginn des Werkstoffs überprüft und formal auf einen beliebigen Beanspruchungszustand übertragen. Anstrengungshypothesen für polymere Konstruktionswerkstoffe können aus der Theorie des plastischen Potentials gewonnen werden, nach welcher der Fließbeginn des Werkstoffs durch eine Kombination der angelegten Spannungen allein hervorgerufen wird. Das Potential wird aber für den allgemeinen Fall der Anisotropie zur Regulierung der bei Kunststoffen festgestellten plastischen Kompressibilität als Funktion des Spannungstensors angesetzt. Zur Berücksichtigung des Bauschinger-Effekts werden statt der Lastspannungen Gesamtspannungen eingeführt, die als Superposition aus Last- und Eigenspannungen ermittelt werden. Für den Sonderfall der Orthotropie erhält man so 15 unabhängige Stoffwerte, die am exaktesten aus einachsigen Grundversuchen ermittelt werden. Durch Berücksichtigung einer Teilbedingung für plastische Volumenkonstanz kann eine weitere Reduktion der Anisotropiekoeffizienten vorgenommen werden. Der Übergang von der Anisotropie zur Isotropie liefert eine Fließbedingung, in der die zweite Invariante des Spannungsdeviators eine ungerade, nichtlineare Funktion des hydrostatischen Spannungszustandes ist. Als Sonderfälle folgen aus diesem Kriterium die lineare Bedingung von Drucker und Prager sowie der von Misessche Ansatz.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF01502960
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    Paper (German National Licenses)
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  • 5
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    Formulierung des mechanischen Werkstoffverhaltens bei zeitabhängiger Spannung-Verformung-Beziehung (1979)
    Springer
    Rheologica acta 18 (1979), S. 62-74 
    Details
    ISSN: 1435-1528
    Source: Springer Online Journal Archives 1860-2000
    Topics: Chemistry and Pharmacology , Physics
    Description / Table of Contents: Summary In this paper calculation procedures are investigated in order to formulate the mechanical behaviour of nonlinear viscoelastic materials at different loading history. Isothermal creep under constant uniaxial stress is the easiest way of gathering relevant data of time-dependent materials. Therefore various empirical expressions for creep are presented. A useful function for short loading times is theNutting equation. As it is desirable that other loading forms are related to this test some alternative theories are employed. Assuming the existence of a mechanical equation of state it is proved that a general equation can be derived from most of the empirical creep laws. The agreement between the prediction of this equation and the tension test data at different strain-rate lends support to the existence of a mechanical equation of state also for this group of materials, but only for a special case of loading form. A comparison of some creep theories for variable stress indicates that a nonlinear hereditary function represents the memory dependent behaviour in the short time range. A close agreement between the experimental response to different loading histories and the response predicted by the hereditary representation is found. A method is described for predicting nonlinear stress relaxation from nonlinear creep data under constant uniaxial stress. This method utilizes the time hardening theory and as a first approximation an inversion of the function describing creep at constant stress. Using this concept and the hereditary representation the behaviour during a multistep strain history is computed and found to be in good agreement with relaxation data. By employing a yield criterion based on the plastic potential uniaxial creep laws may be generalized to represent creep under combined stress. The relations deduced are applied to predicted creep behaviour in combined tension-torsion loading with abrupt changes in stress. For variable loading history none of the theories which have been described is totally satisfactory. In the absence of thermal softening and structural changes the results indicate that different calculation procedures are necessary to compute the mechanical behaviour of nonlinear viscoelastic materials But this concept has the advantage that the results from one test form and simple curve fitting technique alone are sufficient to formulate the behaviour of a material under another situation where the stress or strain are different.
    Notes: Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden Rechenverfahren untersucht, mit deren Hilfe das mechanische Verhalten nichtlinearer viskoelastischer Werkstoffe bei unterschiedlicher Beanspruchungsart beschrieben werden kann. Da der einachsige isotherme Kriechversuch am einfachsten Auskunft über das zeitabhängige Werkstoffverhalten gibt, sind mehrere empirische Kriechgesetze angegeben. Eine zweckmäßige Funktion für Kurzzeitbeanspruchung ist der multiplikative Potenzansatz nachNutting. Zur Verringerung des experimentellen Aufwands werden unter Verwendung verschiedener Annahmen die Ergebnisse unterschiedlicher Belastungsgeschichten denen des Kriechversuchs mit konstanter Spannung zugeordnet. Unter der Voraussetzung der Existenz einer mechanischen Zustandsgleichung wird nachgewiesen, daß die meisten empirischen Kriechgesetze zu einer allgemeinen Zustandsgleichung führen. Die Übereinstimmung zwischen der Rechnung nach dieser Gleichung und den Ergebnissen aus Zugversuchen mit konstanter Dehngeschwindigkeit läßt die Existenz einer mechanischen Zustandsgleichung auch für die untersuchte Gruppe von Werkstoffen vermuten, allerdings nur für Sonderfälle der Beanspruchung. Der Vergleich einiger Kriechhypothesen für variable Belastungsgeschichte zeigt, daß eine nichtlineare Erinnerungsfunktion das zeitabhängige Verhalten nichtlinearer viskoelastischer Polymere bei Kurzzeitbeanspruchung richtig wiedergibt. Damit und im Vergleich mit Meßergebnissen ist eine geschlossene Darstellung des Werkstoffverhaltens bei unterschiedlicher Beanspruchungsart erreicht worden. Eine Methode zur Vorhersage nichtlinearer Spannungsrelaxation aus den Ergebnissen einachsiger Kriechversuche mit jeweils konstanter Spannung wird angegeben. Bei Verwendung der Zeitverfestigungshypothese und einer Näherungsfunktion kann das Relaxationsverhalten auch bei mehrstufiger Dehnungsgeschichte in guter Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen beschrieben werden. Über die Theorie des plastischen Potentials können empirische Kriechgesetze für den mehrachsigen Spannungszustand verallgemeinert werden. Die sich daraus ergebenden Beziehungen werden zur Berechnung des Kriechverhaltens bei kombinierter Zug-Torsions-Beanspruchung mit spontaner Spannungsänderung verwendet. Keine der untersuchten Kriechtheorien beschreibt das Werkstoffverhalten vollständig. Schon im Zustand mechanischer Stabilität werden unterschiedliche Rechenverfahren benötigt. Jedoch hat dieses Konzept den Vorteil, daß allein die Ergebnisse einer Beanspruchungsart in Verbindung mit einfachen Näherungsmethoden genügen, um das Werkstoffverhalten in anderen Beanspruchungssituationen zu berechnen.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1007/BF01515688
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  • 6
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    Anstrengungshypothese für MetallklebverbindungenMitteilung aus dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügtechnik der Universität - GH - Paderborn. (1982)
    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 13 (1982), S. 215-221 
    Details
    ISSN: 0933-5137
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: Macroscopic Failure Criterion for Metal-to-Metal BondsIn order to judge the load limit of metal-to-metal bonds, one needs, on one hand, characteristic values of strength which can obtained by experimentation with a defined state of stress, and on the other hand, failure criteria which determine stressability caused by any multidimensional state of stress in comparison to the strength characteristics obtained.Starting from the theory of the plastic potential for polymers, a failure criterion is formulated for metal-to-metal bonds. It is assumed that the adhesive-bonded joint is an homogeneous isotropic body. The evalution of some of the experimental results given in the literature on the subject show that the failure criterion for quasistatic loaded metal-to-metal bonds can be applied.
    Notes: Zur Beurteilung der Belastbarkeit von Metallklebverbindungen benötigt man einerseits Festigkeitskennwerte, die in Versuchen mit definiertem Spannungszustand ermittelt werden, und andererseits Anstrengungskriterien, mit denen die Beanspruchbarkeit durch einen beliebigen mehrachsigen Spannungszustand im Vergleich mit den ermittelten Festigkeitskennwerten festgelegt werden kann.Ausgehend von der Theorie des plastischen Potentials für Polymerwerkstoffe wird eine Anstrengungshypothese für Metallklebverbindungen formuliert, indem der aus Fügeteil und Klebstoff bestehende Werkstoffverbund als quasihomogenes, isotropes System angenommen wird. Die Auswertung einiger im Schriftum vorhandener Meßergebnisse zeigt, daß das angegebene Rechenverfahren zur Beurteilung des Versagens quasistatisch beanspruchter Metallklebverbindungen verwendet werden kann.
    Additional Material: 4 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19820130606
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  • 7
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    Einfache Stoffgleichungen für mehrachsiges Kriechen nichtlinearviskoelastischer WerkstoffeMitteilung aus dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik der Universität-Gesamthochschule Paderborn. (1984)
    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 15 (1984), S. 403-410 
    Details
    ISSN: 0933-5137
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: Simple Constitutive Equations for Multiaxial Creep of Non-linear Viscoelastic MaterialsIsochronous creep data in uniaxial tension, compression and shear were used to formulate and test constitutive equations for nonlinear viscoelastic materials with different creep response in simple tension and compression.
    Notes: Isochrone Kriechergebnisse aus einachsigen Zug-, Druck- und Schubversuchen werden zur Formulierung und Untersuchung von Stoffgleichungen für nichtlinearviskoelastische Werkstoffe mit unterschiedlichem Kriechverhalten bei Zug- und Druckbeanspruchung verwendet.
    Additional Material: 9 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19840151202
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  • 8
    Electronic Resource
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    Werkstoffanstrengung bei zeitabhängiger Spannung-Verformung-Beziehung (1977)
    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 8 (1977), S. 130-139 
    Details
    ISSN: 0933-5137
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: Equivalent Stress and Strain for Time dependent Materials BehaviourThis paper deals with the generalized plastomechanics and the flow behavior of materials whose volume does mot remain constant during plastic deformation. The usual assumption of plastic incompressibility is treated as a special case. The relations deduced are formally applied to creep of polymers with nonlinear stress-strain behaviour. The concept of equivalent stress and strain is examined for this group of plastics and compared with experimental results under combined stress. A modified superposition principle and a power function of time are employed to describe creep in the nonlinear range under abrupt changes in state of combined stress. The usual assumption of linear viscoelastic analogy of Hookes law is treated as a special case.
    Notes: Die Arbeit behandelt vom Standpunkt der (erweiterten) Plastomechanik das Fließverfahren von Werkstoffen, die allgemein keine plastische Volumenkonstanz zeigen. Die üblicherweise vorausgesetzte Inkompressibilität ergibt sich als Sonderfall. Die formale Übertragung auf das zeitabhängige mechanische Verhalten von Plastomeren mit nichtlinearer Spannung-Verformung-Beziehung und unterschiedlichem Verhalten bei Zug- oder Druckbeanspruchung zeigt im Vergleich mit Meßergebnissen, daß damit die zeitabhängige Werkstoffanstrengung berechenbar und aus den Ergebnissen einiger Grundversuche ableitbar ist. Durch die Verwendung eines weitgehenden Überlagerungsprinzips lassen sich schließlich auch die zeitabhängigen Verformungen bei komplexer Belastungsgeschichte beschreiben. Die üblicherweise angewendete linearviskoelastische Analogie der Elastizitätsgleichungen nach Hooke ergibt sich als Sonderfall.
    Additional Material: 14 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19770080408
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  • 9
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    Fließbedingung für ThermoplasteMitteilung aus dem Institut für Werkstoffkunde A der RWTH Aachen.. Teil I: Anisotrope Fließbedingung (1980)
    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 11 (1980), S. 374-378 
    Details
    ISSN: 0933-5137
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: Yield Criterion for Thermoplastics Part I: Anisotropic Yield CriterionStarting form the theory of the plastic potential, a yield criterion is proposed for solids that are both anisotropic and hydrostatic pressure dependent in regard to macroscopic yield behaviour. A Bauschingertensor is introduced in order to describe the mechanical behaviour of materials in which the uniaxial yield strength depends on the sign of stress. Theoretical yield curves are discussed on the basis of orthotropic behaviour and are compared with experimental results. If the solid is plastically isotropic the anisotropic cofficients described by tensors of rank two and four may be taken as a linear combination of a isotropic tensor of order two. The corresponding isotropic yield condition is succesfully applied to the effect of hydrostatic pressure on the shear, compressive, and tensile yield strength of thermoplastics.In the first part of this paper the anisotropic yield behaviour is investigated.
    Notes: Ausgehend von der Theorie des plastischen Potentials ist eine Fließbedingung für anisotrope Polymerwerkstoffe, deren Fließverhalten vom hydrostatischen Druck abhängt, angegeben. Ein „Bauschinger-Tensor“ wird zur Beschreibung einachsiger, vom Vorzeichen der Beanspruchung abhängiger Fließgrenzen eingeführt. Theoretische Fließkurven sind für den orthotropen Fall untersucht und mit experimentellen Ergebnissen verglichen. Für einen plastisch isotropen Werkstoff können die durch Tensoren zweiter und vierter Stufe dargestellten Anisotropiekoeffizienten als Linearkombination eines isotropen Tensors zweiter Stufe angegeben werden. Die entsprechende isotrope Fließbedingung wird zur Beschreibung des Einflusses des hydrostatischen Drucks auf Schub-, Druck- und Zugfließgrenzen von Thermoplasten angewendet.Im Teil I dieser Arbeit ist das anisotrope Fließverhalten untersucht.
    Additional Material: 3 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19800111008
    Location Call Number Expected Availability
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    Paper (German National Licenses)
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  • 10
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    Fließbedingung für ThermoplasteMitteilung aus dem Institut für Werkstoffkunde A der RWTH Aachen.. Teil II: Isotrope Fließbedingung (1980)
    Weinheim : Wiley-Blackwell
    Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 11 (1980), S. 379-381 
    Details
    ISSN: 0933-5137
    Keywords: Chemistry ; Polymer and Materials Science
    Source: Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
    Topics: Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
    Description / Table of Contents: Yield criterion for thermoplastics. Part II: Isotropic Yield CriterionUsing the plastic potential for anisotropic solids which have been investigated in the first part of this paper, a isotropic yield criterion is derived and compared with experimental results.
    Notes: Ausgehend vom plastischen Potential für anisotrope Werkstoffe, das im Teil ITeil I ist erschienen in Heft 10/1980. dieser Arbeit untersucht wurde, ist eine isotrope Fließbedingung hergeleitet und mit experimentellen Ergebnissen verglichen.
    Additional Material: 5 Ill.
    Type of Medium: Electronic Resource
    URL: http://dx.doi.org/10.1002/mawe.19800111105
    Location Call Number Expected Availability
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