Biegeprüfung

Biegeversuch Kunststoffe ISO 178 und ASTM D 790

Zu den typischen Prüfergebnissen gehören der Biegemoment, die Beanspruchung bei 3,5 Prozent Bruchdehnung sowie Beanspruchungen an der Einführstelle und beim Einpressen. Biegebeanspruchungen werden in der Regel unter Berücksichtigung kleiner Auslenkungen und unter Missachtung der auftretenden Reibungen an den Stützen berechnet. Deshalb beschränken die Standards das Prüfverfahren auf eine Biegespannung von 3,5 Prozent, was einer Auslenkung von 6 Millimetern für den ISO-Probekörper mit einer Bauhöhe von 6 Millimetern entspr. ist.

Die angenommene Rechenabweichung der Standards in diesem Messbereich beträgt immer noch weniger als 1 Prozent des Messwertes. Das Messen der Probenabmessungen bedarf besonderer Aufmerksamkeit bei der Biegeprüfung. Durch die quadratische Darstellung der Prüfkörperdicke bei der Ermittlung der Biegebeanspruchung ergibt sich auch der Meßfehler nach einer Quadratfunktion. Eine Messabweichung von nur 0,1 Millimetern bei einer nominalen Probehöhe von 4,0 Millimetern führt bereits zu einem Biegefehler von etwa 5 vH.

Das Ergebnis der Biegeprüfung zeigt vor allem das oberflächennahe Materialverhalten des Prüflings. Die Auslenkungen sind im Verhältnis zum Zugtest etwa vier Mal so groß wie die Längenänderung im Zugtest. Bei hohen Anforderungen an die Reproduzierbarkeit empfehlen wir den Gebrauch eines Längenänderungsaufnehmers, der eine Auslenkung unter der Probe ohne Belastung erlaubt.

Probenstopps an den Stützen ermöglichen die genaue Position der Proben.

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Die Biegeprüfung oder Biegezugprüfung ist eine zerstörende Materialprüfung. Bei den Biegeversuchen gibt es unterschiedliche Typen, deren Reihenfolge sich in der Lagerung der Proben und der Zahl der Krafteinleitungen unterscheidet. Anhand der erfassten Biegekraft- und Durchbiegungswerte können unterschiedliche Materialeigenschaften sowie die Spannungs-Dehnungslinie der Biegebelastung ermittelt werden.

Abhängig von der Biegeprüfung kommen verschiedene Prüfmittel zum Einsatz. Gemeinsam ist ihnen, dass die Lasteinleitung(en) und die Stützen nebeneinander liegen und gerundet sind (z.B. Rollen[1]). Kann nicht garantiert werden, dass Ober- und Unterseite des Prüflings nebeneinander liegen, so sind die Lasteinleitung(en) und eine Halterung in der senkrecht zur Probenlängsachse verlaufenden Fläche zu montieren.

Die Prüflinge werden zentral in die Prüfvorrichtung eingelegt und mit einer allmählich ansteigenden Last (quasistatisch) bis zum Abbruch beaufschlagt. Mit einer kleinen Auslenkung ergibt die Form der Knicklinie eine näherungsweise Analyse der Deformation des Prüflings. Der Prüfling wird beim 2-Punkt Biegeversuch einseitig gespannt und mit einem Prüfstanze auf der Sichtseite aufgeladen.

Das Biegemoment für eine flache Probe wird wie nachfolgend beschrieben berechnet: Der Prüfling wird beim 3-Punkt Biegeversuch auf zwei Stützen aufgelegt und in der Bildmitte mit einem Teststempel aufgeladen. Dieser Biegetest ist wohl die gebräuchlichste Art des Biegetests. Das Biegemoment für eine flache Probe wird wie nachfolgend beschrieben berechnet: Der Prüfling wird beim 4-Punkt Biegeversuch auf zwei Stützen aufgelegt und in der Bildmitte mit einem Prüfstanze mit zwei Druckstellen aufgeladen.

Dies hat den großen Nachteil, dass zwischen den beiden Stützpunkten ein gleichbleibendes Moment liegt. Für eine flache Probe wird der E-Modul wie nachstehend errechnet: 1: en 12390-5:2000: Test von Festbeton Teil 5: Biegefestigkeit von Prüfkörpern Deutsch.