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Elasticitt und Festigkeit des Glases bei hheren Temperaturen.

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XI. Elasticitat und Zestiykeit des Glases
bei hoherew Tcrnperatzcren;
vom J. vom Kowalski.
I m Anschluss an meine Arbeit in W e d . Ann. 86. p. 307
1889 habe ich auf Veranlassung von Hrn. Prof. Voigt im
hiesigen physikalischen Institut einige Beobachtungen uber
die Elasticitat und Festigkeit des Glases bei hoheren Temperaturen angestellt. Das Material war dasselbe , welches
ich in der fruheren Arbeit benutzt habe.
Zunachst bestimmte ich die Biegungsconstante nach einer
Methode, die schon ausfuhrlich von Hrn. K i e wie t beschriebe2 worden ist. Ich will daher nur erwahnen, dass bei der
Beobachtung der Biegung mit Spiegei und Scala einer Verschiebung um einen Scalentheil (1 mm) eine Biegung von
0,0,5019 mm entsprach. Die Beobachtungsreihe war die folgende. In den Tabellen bedeutet t die Temperatur, Sc. die
Anzahl der Scalentheile.
Nr. 1.
Sa
t
lw = 70,25,
+ 10 g
sc.
199O
150
106
52
8
012n
Sa
t
~ 1 2 0=
sc.
198O
151
107
52
6
198
188
179
168
159
= 0,7906,
+ 20g
0,7760.
+
289
276
263
246
234
198O
149
104
49
12
382
362
344
323
309
Biegung berechnet fur 1 g Belastung.
Temperatur
Biegung
1980
0,004 617 mm
150
106
51
9
Nr. 2.
Sa
t
200°
150
104
50
8
Zip
+ tog
0,004366
0,004140
0,003 889
0,003717
= 51,75,
a120
Sa
be.
t
89
84
79
14
71
201O
152
102
53
7
= 0,8921,
+ 30 g
sc.
130
123
117
110
105
7,
n
17
I>
r120
Sa
t
= 0,8846.
+ 50 g
199O
150
105
48
11
sc.
178
169
160
150
141
J. von Kowalslii.
156
Biegung berechnet fur 1 g Belastung.
Temperatur
Biegung
2000
151
104
50
9
0,001 109 mm
0,001 064 9,
0,001 013 7,
0,000 948 1,
0,000 883 , I
Bei diesen Beobachtungen wurden die Lange des Stiibcbens 1 und die Querschnittsaxen a und T bei der Temperatur 12O gemessen und dann auf die entsprechende Tempemtur
reducirt.
I n der folgenden Tabelle habe ich die sich aus den
Beobachtungen ergebenden Biegungsconstanten zussmmengestellt. Dabei bedeutet t die Temperatur, El die entsprechende Biegungsconstante, berechnet nach der Formel
El=1/12.
13/ar3 n saus den Beobachtungen a.m Stabchen Nr. 1,
E, die Biegungsconstnnte fur das Stabchen Nr. 2; at die
Biegungsconstante, berechnet nach der empirischen Formel
Et == E , (1 - at), wobei:
Eo = 6 770000, u = 0,00106.
t
2000
198
191
150
106
104
51
50
9
E
l
3 2
5428000
5 396 000
_-
-
5 616 000
-
5 922 000
5722000
6027000
6406000
-
6703000
6 395 000
6701000
-
Et
5 336 000
5 350 000
5 687 000
5 695 000
6 010 000
6 025 000
6 405 000
6 412 000
6706000
Bei den hoheren Temperaturen (iiber looo) war eine
ziemlich grosse elastische Nachwirkung bemerkbar , die storend bei den Beobachtungen wirkte.
Zur Bestimmung der Torsionscoefficienten benutzte ich
im wesentlichen denselben Apparat, welchen ich in meiner
friiheren Arbeit beschrieben habe. Der Unterschied bestand
nur darin, dass die Ablesung des Drehungswinkels vermittelst
zweier kleinen Spiegel, die an den beiden Enden des Scabchens festgeklemmt waren, geschah. Ausserdem war das
Stabchen mit einem hohlen Cylinder von Messingblech umgeben, sodass man t-ermiige eines Dampfstromes das Stabchen
auf hohere Temperaturen bringen konnte. Zu dem Zwecke
157
Elasticitat und Festigkeit des Glases.
wurden Wasser- und Alkoholdampfe gebraucht und die Beobachtungen bei looo, 78O und Zimmertemperatur gemacht.
Im Eolgenden sind die Beobachtungen zusammengestellt.
Nr. 1.
a120 =
0,9248 mm,
~12=
0
t = 25"
Belastung Drehungswinkel yZ6"
Sa + 5 g
3O 14' 33"
Sa + 10
3 57 49
8a + 15
4 41 0
t
0,9031 mm,
2120
=
147 mm.
t = 78'
Belastung Drehungswinkel
Sa l o g
4O 5' 8"
Sa 20
5 39 41
Sa 30
7 14 10
+
+
q,so
+
= 1000
Drehungswinkel ylo0"
40 22' 3"
5 59 41
7 37 25
Belastung
Sa 10 g
Sa 20
Sa 30
+
+
+
t = 16O
Belastung Drehungswinkel
Sa + l o g
5 O 46' 14'
Sa +- 20
7 56 10
Sa 30
9 58 12
Y,~,,
t = 78'
Belbatung Drehungswinkel y,80
Sa + l o g
5 O 25' 39"
Sa 20
7 43 12
Sa 30
10 0 49
+
+
+
t = 1000
Belastung
Sa 10 g
Sa 20
Sa 30
+
+
+
Nr. 3.
Drehungswinkel yloo.
5O 28' 10"
7 50 18
10 12 28
= 1,0351,
T~~~ = 1,0111,
EI2" = 147.
t = 16O
t = 780
t = 1000
Belastung. Drehungswinkel yleO Drehungswinkel y7so Drehungsw.
Sa l o g
2O 24' 28"
20 44' 21"
3" 39' 45"
Sa 20
3 16 22
3 41 4
4 38 20
Sa 30
4 8 20
4 37 51
5 36 51
ol20
+
+
+
Die folgende Tabelle ist in ilhnlicher Weise wie die
Tabelle fur die Biegungsconstanten zusammengestellt. Dabei hat ,uo den Werth p0 = 2 792000 und cc den Werth
0,00151.
t
looo
78
25
16
PI
2341000
2419000
2 645 000
-
P2
P3
Pt
2379000
2514000
2398000
2474000
2744000
2704000
2370000
2446000
2725000
-
-
158 J . von Kowalshi.
.Elasticitat und Festigheit des Glases.
W i r sehen also, dass der Torsionscoefficient schneller
abnimmt als der Biegungscoefficient : folglich nimmt das
Verhaltniss der Quercontraction zur Langsdilatation mit der
Temperatur zu und erreicht bei ungefahr 420" (angenommen, dass sich die Elasticitatsconstanten auch bei diesen
hohen Temperaturen nach demselben Gesetze andern) den
Werth 0,25.
Zum Schluss habe ich noch einige Versuche uber die
Biegungs- und Torsionsfestigkeit bei den hohen Temperaturen angestellt. Es ergab sich Folgendes:
Biegunpfestigkeit. Mittel aus je 18 Versuchen.
100
P,,, = 8794
P,,, = 8701
150
200
p,,, = 8639
P,,, = 8604
120
d,,,
d,
d,
d,,
= 0,00132
= 0,00145
= 0,00156
= 0,00162
Torsionsfestigkeit. Mittel aus je 11 Versuchen.
120
p,,, = 10142
8,
= 0,001 837
78
100
P,,, = 9182
P,, = 9006
amax= 0,001 872
d,,
= 0,001 901
Dabei bedeutet P,,, die maximale Spannung und d,,,
die maximale Dilatation an der Rruchstclle.
G i i t t i n g e n , im August 1889.
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