Dehnung beim Bruch

DieZugprüfung ist eine der am häufigsten verwendeten Methoden in der Materialwissenschaft zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften von Materialien unter einachsiger Spannung. Bei diesem Verfahren wird eine kontrollierte Zugkraft auf eine Probe ausgeübt, bis sie bricht, so dass Ingenieure und Wissenschaftler das Verhalten des Materials unter Belastung verstehen können.

Durch die Messung von Parametern wie Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und Bruchdehnung liefert die Zugprüfung wichtige Daten für die Materialauswahl, das Produktdesign und die Qualitätskontrolle. Sie spielt eine Schlüsselrolle in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizintechnik, der Verpackungsindustrie und dem Baugewerbe und stellt sicher, dass die Materialien im Einsatz zuverlässig funktionieren.

Bei einem typischen Zugversuch wird eine standardisierte Probe in eine Prüfmaschine eingespannt, eine stetig steigende Zugkraft aufgebracht und die Reaktion aufgezeichnet. Die daraus resultierende Spannungs-Dehnungs-Kurve gibt Aufschluss über kritische mechanische Eigenschaften, die dann mit Spezifikationen und Industrienormen verglichen werden können.

Die Bruchdehnung misst, wie weit sich ein Material dehnen kann, bevor es bricht. Sie wird als Prozentsatz der ursprünglichen Messlänge ausgedrückt und ist ein wichtiger Indikator für Duktilität und Zähigkeit.

Ein duktiles Metall wie Aluminium kann eine hohe Bruchdehnung aufweisen, was bedeutet, dass es sich stark verformen kann, bevor es bricht. Ein sprödes Material wie Glas hat einen viel niedrigeren Wert.

Wichtige Punkte zur Bruchdehnung:

• Ein Indikator für die Dehnbarkeit: Ein hoher Prozentsatz bedeutet, dass das Material eine größere Verformung verkraften kann, was für Anwendungen wichtig ist, bei denen Flexibilität erforderlich ist.
• Einblick in die Materialleistung: In Kombination mit der Zugfestigkeit liefert die Bruchdehnung ein vollständiges Bild davon, wie sich ein Material unter realen Bedingungen verhält.
• Anwendungsspezifische Relevanz: Bei Elastomeren, Textilien und bestimmten Kunststoffen ist die Bruchdehnung häufig ein primärer Maßstab für die Qualitätskontrolle.

Um Genauigkeit und Vergleichbarkeit zu gewährleisten, werden Bruchdehnungs- und Zugfestigkeitsmessungen nach anerkannten Industrienormen durchgeführt. Diese Normen definieren die Probengeometrie, die Prüfgeschwindigkeiten, die Umgebungsbedingungen und die Berechnungsmethoden.

Die Einhaltung dieser Normen gewährleistet, dass die Prüfergebnisse genau, wiederholbar und zwischen Labors und Produktionsstätten vergleichbar sind.

Während die Einzelheiten je nach Materialtyp und geltenden Normen variieren, umfasst das allgemeine Verfahren Folgendes:

Probenvorbereitung

• Bereiten Sie die Proben entsprechend den geometrischen Anforderungen der Norm vor.
• Messen Sie die ursprüngliche Messlänge und Querschnittsfläche genau.

Einrichten der Ausrüstung

• Einspannen der Probe in die Spannzeuge einer Universalprüfmaschine (UTM) oder eines speziellen Zugprüfgeräts.
• Achten Sie auf eine korrekte Ausrichtung, um Biegespannungen zu vermeiden, die die Ergebnisse verfälschen könnten.

Durchführung der Prüfung

• Eine Zugkraft mit der angegebenen konstanten Traversengeschwindigkeit aufbringen.
• Belastung und Dehnung kontinuierlich aufzeichnen, bis die Probe bricht.

Auswertung der Daten

• Aus den aufgezeichneten Daten wird eine Spannungs-Dehnungskurve erstellt.
• Berechnen Sie die Bruchdehnung, indem Sie die endgültige Messlänge mit der ursprünglichen Länge vergleichen.

Berichterstattung

• Geben Sie Zugfestigkeit, Modul und Bruchdehnung zusammen mit den Prüfbedingungen an.

Verschiedene Materialien erfordern Anpassungen. Elastomere benötigen unter Umständen geringere Dehnungsraten, Metalle können höheren Belastungen standhalten, und Textilien benötigen oft eine spezielle Einspannung, um ein Verrutschen zu vermeiden.

Zugprüfungen und Bruchdehnungsanalysen sind in vielen Industriezweigen unerlässlich:

• Kunststoffe und Kautschuke: Qualitätskontrolle von Verpackungsfolien, Dichtungen und Elastomerkomponenten.
• Metalle: Überprüfung der Duktilität und Festigkeit von Karosserieteilen, Rumpfteilen aus Aluminium für die Luft- und Raumfahrt und Baustahl.
• Textilien: Bewertung der Haltbarkeit und Elastizität von Stoffen für Bekleidung, Polsterung und industrielle Anwendungen.
• Baumaterialien: Bewertung von Bewehrungsstäben, Kabeln und Verbundplatten aus Stahl.
• Medizinische Geräte: Prüfung von Kathetern, Nahtmaterial und Implantatmaterialien auf Flexibilität und Elastizität.

Bei jeder Anwendung hilft die Bruchdehnung dabei festzustellen, ob ein Material die Leistungsanforderungen im Einsatz erfüllen kann.

Mecmesin bietet eine große Auswahl an Zugtest-Systemen an, die für die akkurate, wiederholbare Messung der Bruchdehnung in verschiedenen Materialien und Industrien entwickelt wurden.

An Standards orientierte Testlösungen

Unsere Systeme, einschließlich der OmniTest- und MultiTest-dV-Reihe, wurden entwickelt, um den ASTM-, ISO- und BS EN-Standards zu entsprechen. Sie bieten eine genaue Kontrolle über Prüfgeschwindigkeiten, Greiferkonfigurationen und Umgebungsbedingungen, um Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Vielseitige Geräte für jede Anwendung

Von Tisch-Ein-Säulen-Testern für leichtere Materialien bis hin zu Hochleistungs-Zweisäulen-Systemen für Metalle und Verbundstoffe bietet Mecmesin skalierbare Lösungen. Eine große Auswahl an Griffen und Spannvorrichtungen ermöglicht das Testen von Plastik, Gummi, Textilien und Metallen.

Fortschrittliche Software-Integration

Mit Mecmesins VectorPro-Software können Benutzer:

• Detaillierte Spannungs-Dehnungs-Daten in Echtzeit erfassen.
• Automatisch die Bruchdehnung berechnen.
• Testdaten sicher für Qualitätsaufzeichnungen speichern und verwalten.

Zugtests und die Messung der Bruchdehnung sind für die Bewertung der Materialleistung, Produktentwicklung und Qualitätssicherung unerlässlich. Für Ratschläge zur Auswahl der am besten geeigneten Zugtest-Lösung für Ihre Anwendung, sprechen Sie mit einem Mecmesin-Spezialisten. Unsere Experten können Ihnen helfen, verlässliche, standardkonforme Ergebnisse zu erzielen, die auf Ihre industriellen Bedürfnisse zugeschnitten sind.