Zugprüfung

Bei der Zugprüfung werden physikalische Kenngrößen des untersuchten Werkstoffs oder eines Bauteils ermittelt.

Je nach Aufgabenstellung interessieren beim Zugversuch unterschiedliche Bereiche, die in der Regel so unterschieden werden können:

- Elastischer Bereich: In diesem Bereich verändert sich das Material reversibel, d.h. die Verformung bildet sich nach Wegnahme der äußeren Kraft wieder zurück. Den Zusammenhang zwischen der auf den Prüfkörper wirkenden Spannung und der Dehnung des Materials beschreibt das E-Modul (auch Young’s Modulus). Da die Steigung in diesem Bereich einer Hooke’schen Geraden entspricht, wird der E-Modul mit dem Quotienten Spannung/Dehnung angegeben.

Zugprüfung

- Der elastische Bereich endet bei Erreichen der Elastizitätsgrenze, das ist die mechanische Spannung, ab der das Material irreversibel verformt wird. 

Als Elastizitätsgrenze wird die Streckgrenze angegeben, das ist der Wert, ab dem das Material zu fließen beginnt, oder bei Materialien mit kontinuierlichem Fließbeginn die Dehngrenze, bei der nach dem Entlasten nur eine geringfügige Verformung zurückbleibt.

- Im Bereich der plastischen Verformung fließt das Material und verformt sich somit irreversibel. Hierbei verändert sich das Material auf atomarer Ebene (z.B. durch das Gleiten von Gitterebenen bei Kristallen). Aus diesem Grund ist in diesem Bereich der Zusammenhang zwischen Dehnung und Spannung stark abhängig von dem untersuchten Werkstoff. 

- Die Zugfestigkeit ist die maximale Spannung, die auf den Werkstoff wirken kann, ohne daß er bricht oder reißt. Bei größeren Kräften reißt das Material entweder sofort oder es ist ab dieser Stelle eine starke Einschnürung (Querkontraktion) des Prüfkörpers zu beobachten.

- Schließlich geben Bruchdehnung und Bruchspannung die Dehnung bzw. Spannung an, bei der das Material gerissen ist.

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Beispiele für Normen und Prüfvorschriften

Je nach Material und Prüfaufgabe gibt es eine Vielzahl von Normen für die Ermittlung der genannten Werkstoffkenngrößen, die in der Trapezium X Software problemlos dargestellt werden können, z.B.:

- DIN EN 10002-1, DIN EN 10002-2: Zugversuch
- ISO 527-1, ISO 527-2, ASTM D 638: Zugversuch an Kunststoffen
- ISO 527-3: Zugversuch an Kunststoff-Folien

- ISO 527-4, ISO 527-5: Zugversuch an faserverstärkten Kunststoffen

- ISO 6892-1, ISO 6892-2, DIN 50125: Zugversuch an Stahl

- ISO 6922: Klebstoffe, Bestimmung der Zugfestigkeit

Lösungen

Mit unserer flexiblen Software Trapezium X, mit den hochpräzisen Kraftmeßzellen und unseren verschiedenen Extensometern sind Shimadzu-Materialprüfmaschinen bestens für alle diese Aufgaben geeignet.

- Einsäulen-Prüfmaschine bis 5 kN, 
  z.B. im Bereich von Kunststoffen

- Zweisäulen-Prüfmaschine, 
  z.B. für den Einsatz in der Produktionsüberwachung:

- Für den Einsatz z.B. in Forschung und Entwicklung oder der Prüfung von Composite-Materialien:

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- Servohydraulische Prüfmaschine für größte Kräfte, 
z.B. bei der Prüfung von Stahl oder Beton: 

Eine Auswahl an Spannzeugen für Zugversuche findet sich hier:

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