Beiträge von maxosaurus im Thema „Spannungen im Glas.“

maxosaurus · 17. Januar 2004

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Es besteht da eine Wechselwirkung zwischen der über den Querschnitt des Körpers wechselnden Spannungsverteilung und der Form des Körpers.
Wenn man die Form verändert, ändert sich auch die Spannungsverteilung, gleichgültig ob die Formänderung durch mechanische Bearbeitung oder Schrumpfung durch Abkühlung erfolgt.
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Hallo Uli,
Ich habe mich da vielleicht etwas unklar ausgedrückt! Natürlich hast Du absolut recht, wenn man Material aus einem verspannten Spiegel herausnimmt, wird sich dieser entsprechend verbiegen! Mein Posting beschränkte sich auf den Endzustand des Spiegels. Falls der Spiegel nicht allzu stark verspannt wird, so werden diese Verbiegeffekte beim Parabolisieren jedoch kaum merkbar sein.

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Bringt man dieses System nun auf eine andere Temperatur, wird sich der gesamte Rohling entsprechend seinem Wärmeausdehnungskoeffizienten ausdehnen oder zusammenziehen. Spannung ist Kraft/Fläche, und wenn die Kraft, die den Rohling verformt nach der Abkühlung/ Erwärmung die gleiche sein soll wie vorher (denn nur dann ist auch die Verformung dieselbe), müssten die verspannten Volumina sich auf identisch großen Flächen gegeneinander abstützen.
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Eine gleichmässige Erwärmung oder Abkühlung eines Körpers erzeugt bei geeigneter Lagerung (Zwängungsfrei) keine Schnittkräfte, also auch keine Spannungen. Sonst müssten sich ja alle Astrospiegel bei temeraturänderungen verformen! Die inneren Kräfte im Spiegel sind damit nach der Temperaturänderung immer noch gleich wie vorher. Damit gibts auch keine Änderung der Kurve bei leicht verspannten Spiegeln.

Gruss Max

maxosaurus · 16. Januar 2004

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Aber was passiert, wenn der Spiegel in die Kälte kommt? Ich glaube, dass ein verspanntes Glas bei einer niedrigeren Temperatur nicht gleichmäßig schrumpfen wird, sondern, dass es sich irgendwie verwerfen wird. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Glas wird oft als DER elastische Werkstoff bezeichnet. Elastisch heisst, dass sein Dehnverhalten auf verschiedenen Laststufen gleich ist, er wird also nicht steifer oder weicher mit zunehmender oder abnehmender Last. Ich hab mal auf dem Internet gesucht, und folgendes Bild gefunden
http://www.mstonline.de/publik…e/ib_95_96/95-3/Bild5.jpg

Daraus geht hervor, dass Glas auch bei Tempeaturänderungen ein lineares Verhalten zeigt und sein Dehnverhalten unter verschiedenen Temperaturen immer gleich bleibt.

Da die Ausdehnung in allen Laststufen und somit unter hohen wie auch tiefen Spannungen gleich bleibt, sollte theoretisch eine interne Verspannung des Glases keinen Einfluss auf die Kurve des Glases bei verschiedenen Temperaturen haben. Ein verspannter Spiegel, der bei 20 Grad perfekt sphärisch ist, wird also auch (nach entsprechender Temperaturanpassung) bei -20 Grad sphärisch sein.

Nun da wir ja gewohnt sind, Abweichungen von zehntausendstel Millimetern zu messen, muss man folgende Vorbehalte machen:

- Das Dehnungsverhaltenverhalten ist nie absolut elastisch! Der konstant E-Modul (Verhältnis Spannung zu Dehnung) ist eine Vereinfachung der physischen Realität. Das bedeutet, dass wenn sehr grosse Spannungen vorhanden sind (ESG-Glas oder Teilvorgespanntes Glas), dass die Temperaturausdehnung der gedehnten Seite wahrscheinlich doch geringfügig anders sein kann als die der gedrückten Seite des Glases.

- Ein Rohling ist auch kaum jemals absolut gleichmässig! Einschlüsse, Schlechte Materialmischung etc. können örtlich unterschiedliche E-Moduli und damit bei Temperaturänderungen unterschiedliche Ausdehnungen zur Folge haben.

Persönliches Fazit: Ich denke, dass geringfügige Spannungen im Glas kaum Probleme für die Kurve und den Erhalt der Kuve im Teleskop bereiten sollten. Dasselbe gilt für Materialfehlstellen (Schlieren etc.). Grosse Spannungen ergeben aber sicher Probleme, wie manche schon mit vorgespanntem Glas erfahren mussten.

Tipp: Nimm mal den Rohling und prüf ihn draussen bei tiefen Temperaturen. Wenn im Foucaulttest die Sphäre bleibt, dann wird's im Teleskop kaum anders sein! Wie Stathis schon sagte: Kriegst die Sphäre hin, kriegst auch die Parabel hin! [;)]

Gruss Max