Zugversuche (monoton)

Zugversuche sind Bestandteil der konventionellen Werkstoffprüfung. Als Standard-Prüfverfahren liefern sie wichtige Aussagen über die Festigkeit des Werkstoffs, nämlich die Streckgrenze RP0,2 und die Bruchfestigkeit Rm.

Die Auswertung der Versuche in Form von Spannungs-Dehnungskurven liefert einen notwendigen Input für fortschrittliche FEM-Simulationen im überelastischen Bereich.

Mit der Verbreitung der mikromechanischen Materialmodelle zur Beschreibung des duktilen Versagens von metallischen Werkstoffen wurde zunehmend die Möglichkeit genutzt, durch verbesserte Messtechniken aus Zugversuchen auch Informationen uber das Schädigungs- und Bruch- verhalten der Werkstoffe zu erhalten. Das Bild zeigt einen Versuchsaufbau mit Kamera zur Messung der Probeneinschnürung einer Rundzugprobe.

Die Anforderungen, immer dünnwandigere Bauteile zu charakterisieren, aber auch der Wunsch, starke Gradienten im Werkstoffverhalten aufzulösen, wie sie beispielsweise an Schweißverbindungen auftreten können, haben zur Entwicklung immer kleinerer Proben geführt. Heute können im IWM Rundzugproben mit Durchmessern bis herunter zu 1 mm gefertigt und in einem Temperaturbereich von -180°C bis 600°C geprüft werden.

Neben den Rundzugproben werden vor allem in der Fahrzeugtechnik Flachproben eingesetzt. Da hier die Messung der Probeneinschnurung meist nicht möglich ist, sind zur schädigungsmechanischen Auswertung von Versuchen mit glatten oder gekerbten Flachzugproben numerische Simulationen erforderlich.

Aus den Anwendungen im Fahrzeugbau ergibt sich auch die Notwendigkeit, die Dehnratenempfindlichkeit der Werkstoffkennwerte zu ermitteln (Crash).
Das Bild zeigt schematisch eine in Fallgewichtsanlagen eingesetzte Probenhalteterung. Hierzu werden dynamische Versuche durchgeführt und ausgewertet. Über die Umlenkeinrichtung wird die Bewegung deraufschlagenden Finne in eine Zugbeanspruchung der Probe umgewandelt. Die Verformung der Probe wird in der Regel berührungsfrei mit einer Hochgeschwindigkeitskamera gemessen. Die auf die Probe wirkende Kraft wird durch einen Dehnmessstreifen auf dem dickeren Teil der Probe erfasst.		Rund- und Flachzugproben für Hochgeschwindigkeitstests

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