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Mechanische Prüfung - Druckversuch und Vierpunkt-Biegung

Mechanische Prüfung - Druckversuch und Vierpunkt-Biegung
Ansprechpartner:

David Menne

Projektgruppe:

Angewandte Mechanik

Mechanische Prüfung – Druckversuch und Vierpunkt-Biegung
Die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften von Werkstoffen liefert wichtige Informationen über die Struktur und das anwendungstechnische Verhalten von Materialien. Aus Druckversuchen lässt sich die Druckfestigkeit und aus Biegeversuchen die Biegefestigkeit eines Körpers bestimmen.

Vierpunktbiegeversuch
Im Vierpunktbiegeversuch wird eine Probe auf zwei Auflagen platziert und mit einem Prüfstempel an zwei Stellen mittig belastet, so dass zwischen den zwei Auflagestellen ein konstantes Biegemoment herrscht. Der Versuchsaufbau für den 4-Punkt Biegeversuch ist an DIN EN 843-1 angelehnt (Abbildung 1). Aus einem Biegeversuch und den aufgezeichneten Biegekraft- und Durchbiegungsdaten lassen sich Materialkennwerte (z.B. die Biegefestigkeit) und die Spannungs-Dehnungslinie der Proben bestimmen.


         


Abbildung 1
links: Schematische Skizze der 4-Punkt Biegeeinrichtung mit wichtigen Angaben zu den Auflager-und Belastungsrollen. 1: Auflagerrolle, parallel zur Probekörperlängsachse rollbeweglich, 2: Belastungsrolle, parallel zur Probekörper-längsachse rollbeweglich und quer dazu kippfähig, 3: Auflagerrolle, parallel zur Probekörperlängsachse rollbeweglich und quer dazu kippfähig [1].

Rechts: Nach DIN EN 843-1 gefertigter Aufbau des 4-Punkt Biegeversuchs mit Probekörper.

 

Druckversuch
Im Druckversuch wird zur Bestimmung der Druckfestigkeit ein zylindrischer oder quaderförmiger Probekörper bis zum Werkstoffversagen mit einer Kraft belastet. Spröde Werkstoffe reagieren mit einem Bruch bei Erreichen der maximalen Belastbarkeit. Der Versuchsaufbau wurde in Anlehnung an DIN 51104 [2] gefertigt (siehe Abbildung 2). Bei verformbaren Werkstoffen tritt kein Bruch ein, daher werden auch erste Anrisse als Versagenskriterium herangezogen. 


                              


Abbildung 2: Schematischer Aufbau des Druckversuchs nach DIN 51104 [2] und B: in Anlehnung an DIN 51104 gefertigter Versuchsaufbau mit Probekörper

Spezifikationen
Probenvolumen:                    mindestens fünf Proben mit den Maßen 50x12x5 mm (LxBxH)
Maximale Belastungskraft:     500 N