Zugprüfung

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Die Zugprüfung ist eine genormte Standardmethode der Materialprüfung zur Ermittlung von Dehngrenze, Reißdehnung, Festigkeit und anderen Materialeigenschaften. Beim Test werden die Kräfte F {\displaystyle F} auf die Proben und die Veränderung der Länge ?L {\displaystyle \Delta L} im Testabschnitt der Proben fortlaufend vermessen. Die Nominalspannung ?n{\displaystyle \sigma _{n}}: wird aus der Größe der Querschnittfläche der unverformten Stichprobe S0{\displaystyle S_{0}}}, die Gesamtdehnung ?t{\displaystyle \varepsilon _{\mathrm {t} } } mit Verweis auf die Anfangslänge des Messabschnitts L0 {\displaystyle L_{0}} wird aus der Längenveränderung ermittelt ?L {\displaystyle \Delta L}:

Wenn die Fließgrenze erreicht ist, beginnt die erste wahrnehmbare Verformung (siehe Bild 1). Oftmals ist der Anfang der Verformung durch Biegen der Krümmung nicht klar erkennbar (wie in Bild 1). Die Streckgrenzen Rp{\displaystyle R_{p}}, die die verwendete bleibende Verformung angeben, werden in diesen Anwendungsfällen benutzt (oft: Rp0,2{\displaystyle R_{p0,2}} für die Fließgrenze bei 0,2 % bleibender Verformung).

Nicht metallische Werkstoffe wie Kunststoffe, Keramik oder Verbundwerkstoffe weisen meist signifikant unterschiedliche Kurven auf, da die Gefügeprozesse der Kunststoffverformung nahezu ausschliesslich in Metallwerkstoffen stattfinden (Versetzungsbewegung). Allen Materialien ist gemein, dass Kunststoffverformungen im entlasteten Zustand erhalten blieben. Alle Dehnungswerte sind also Kunststoff-Dehnungskomponenten und für die gesamte Dehnung gelten immer: Das Maximale der Kaltverfestigungskurve kennzeichnet eine der bedeutendsten Materialeigenschaften: die Reißfestigkeit Rm{Anzeigeart R_{m}}.

Materialien, die bei erreichter Reißfestigkeit nicht ausfallen, weisen eine klare Einengung auf. Für Metallwerkstoffe sind die Zugversuchsproben in der Norm EN 50125 (Ausgabe 2009-07) festgelegt. Beim physischen Zerreißversuch werden der tatsächliche Probenquerschnitt und die tatsächliche Probenlänge fortlaufend vermessen und daraus die tatsächliche Beanspruchung errechnet.

Zusätzlich korrespondiert die Reißfestigkeit auch mit der maximalen Tragkraft in Funktion der Mantelfläche. Ist die Reißfestigkeit erreicht, wird sie auch als Materialversagen bezeichnet, da der Bauteilbruch in einer anwendungstechnischen Applikation nicht mehr gestoppt werden kann. Über den Traversenhub der Anlage oder weitere Kraftaufnehmer wie Längenänderungsaufnehmer oder DMS kann die Verformung unmittelbar an der Messprobe erfasst werden.

Durch die Deformation der Maschinen unter Belastung und das mechanische Lagerspiel in der kraftschlüssigen Verbindung zur Prüfling wird die Bestimmung der Probenspannung über den Verfahrweg verzerrt. Längenänderungsaufnehmer verhindern dieses Phänomen, indem sie Dehnungen außerhalb des Kräfteflusses messen. Die Zugprüfung wird hauptsächlich für metallische und synthetische (Kunststoffe) Werkstoffe eingesetzt und hat unterschiedliche Normen.

DIN EN ISO 9073-3 Bei technologisch bedeutsamen Keramikwerkstoffen ist oft nur eine geringe Bruchdehnung bei sehr hohen Belastungen zu verzeichnen, weshalb sie als Bruchfestigkeit angesehen werden. Der Berstdruckversuch wird daher zur Prüfung der Reißfestigkeit von Keramikwerkstoffen eingesetzt.