[Materialprüfung]
Bei definierten Belastungen (Zug, Druck, Torsion, Biegung) wird die Kraft und Dehnung gemessen. Aus diesen Messgrößen werden Kraft-Dehnungs-Kurven und Spannungs-Dehnungs-Kurven ermittelt sowie Materialparameter wie E-Modul, Poissonszahl, Bruchdehnung oder komplexere Größen berechnet. Je nach Test werden verschiedene Messverfahren eingesetzt:
Das RTSS-Videoextensometer eignet für standardisierte und automatische Prüfabläufe und arbeitet als Echtzeit-Dehnungssensor.
Das Q400-Bildkorrelationssystem liefert ortsaufgelöste Messwerte und die Auswertung erfolgt meist im Nachhinein da dabei ein Fülle an Informationen berechnet werden kann.
Flächenhafte Dehnungsmessung mit maximaler OrtsauflösungDie im Q400 DIC System eingesetzte Messsoftware Istra4D erreicht über einen speziellen Algorithmus eine unübertroffen hohe Ortsauflösung. |
RTSS Videoextensometer zur Bestimmung des E-Moduls beim ZugversuchMit dem RTSS-Videoextensometer wird die Längsdehnung beim Zugversuch mit hoher Präzision in Echtzeit gemessen und an die Prüfmaschine übertragen. |
Was ist der Elastizitätsmodul bzw. E-Modul?
Der Elastizitätsmodul (auch bekannt als Elastizitätsmodul) ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, sich elastisch zu verformen. Mit anderen Worten: Er bemisst den Widerstand eines Materials gegen mechanische Dehnung oder Stauchung. Je höher der Elastizitätsmodul ist, desto größer ist der Widerstand des Materials gegen Verformung.
Der Elastizitätsmodul kann mit verschiedenen Methoden gemessen werden, darunter Zug-, Druck- und Scherprüfungen. Er wird in der Regel in Gigapascal (GPa), Megapascal (MPa) oder Newton pro Quadratmillimeter (N/mm²) ausgedrückt. Baustahl bzw. S235JR hat beispielsweise den E-Modul 210000 N/mm².
Zugprüfung zur Bestimmung des E-Modul
Die Zugprüfung ist die gängigste Methode zur Messung der Elastizität. Bei dieser Art von Prüfung wird eine Probe des Materials einer Zugkraft ausgesetzt. Dabei wird die Dehnung (Zugspannung) gemessen, die diese Belastung bewirkt. Die Druckprüfung ist ähnlich wie die Zugprüfung, nur dass die Probe nicht auf Zug, sondern auf Druck (Quetschung) beansprucht wird.
Die Scherprüfung ist eine weitere gängige Methode zur Messung der Elastizität. Bei dieser Art von Prüfung wird eine Materialprobe Scherkräften ausgesetzt (Kräfte, die parallel zueinander, aber in entgegengesetzte Richtungen wirken). Anschließend wird die Kraft gemessen, die erforderlich ist, um eine Verformung zu bewirken.
Mit dem E-Modul Vorhersagen zum Materialverhalten treffen
Der Elastizitätsmodul kann verwendet werden, um das Verhalten eines Materials unter verschiedenen Belastungen vorherzusagen. Wenn Sie zum Beispiel den Elastizitätsmodul eines Materials kennen können Sie vorhersagen, wie stark es sich unter einer bestimmten Belastung verformt (dehnt oder staucht).
Berührungslose Messung der Längsdehnung & Querdehnung bei einem ZugversuchDas RTSS Videoextensometer kann mit einer Kamera simultan die Längsdehnung und Querdehnung messen. Für die Längsdehnung wird die Linienmarkierung auf der Probe verwendet. Die Breite der Probe wird über den Probenrand gemessen. |
Berührunglose Messung von sehr grossen Dehnungen beim Zugversuch an GummiMit dem RTSS-Videoextensometer können Dehnungen bis 1000% gemessen werden. Durch die hochauflösenden Kameras wird eine durchgehend hohe Messgenauigkeit erreicht. |
Messung der Dehnungsverteilung bei einem Zugversuch an einer CFK ProbeMit Q400 DIC System gemessene Dehnungsverteilung an einer CFK-Zugprobe mit Bohrung. |
Dehnungsmessung bei einem 3-Punkt-BiegeversuchZwei miteinander verklebte Kunststoffplatten werden in einem 3-Punkte-Biegeversuch belastet. Die Dehnung im Querschnitt wird mittels Q400-Bildkorrelationssystem (DIC) gemessen. Die Abbildungen zeigen die Oberflächendehnung in horizontaler Richtung als Farboverlay sowie den Dehnungsverlauf der Messwerte entlang der vertikalen Linie 1. Das linke Bild zeigt im Farbverlauf Druckdehnung (blau) und Zugdehnung (rot) auf der zusammengeklebten Probe. Nach dem Versagen der Klebung ist die Zug-Druck-Dehnung über die einzelnen Platten verteilt. |
Berührungslose Dehnungsmessung mittels DIC an einer Mikro-ZugprobeMittels Q400 DIC System wird die Dehnungsverteilung auf einer Mikro-Zugprobe gemessen. Die Ausgangsprobenlänge beträgt 4mm. Die Messung erfolgt mit Makro-Objektiven. |
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Messung der Scherdehnung bei einem ScherversuchDas Q400 Bildkorrelationssystem (DIC) misst die Scherdehnung und andere Dehnungskomponenten ortsaufgelöst. Das Video zeigt einen Scherversuch mit der gemessenen Scherdehnung als Farboverlay. |
Messung des Risswachstum mittels DIC bei einer CT ProbeQ400 DIC System misst die Risslänge bei einer CT Probe unter Zugbelastung. |