Zugversuch

Der Zugversuch stellt das wichtigste Verfahren zur Prüfung von Werkstoffen in der Werkstofftechnik dar. Es dient der Ermittlung des Werkstoffverhaltens bei einachsiger, gleichmäßig über den Querschnitt verteilter Zugbeanspruchung. Im Mittelpunkt jeder Untersuchung steht die Ermittlung der Werkstoffwiderstandsgrößen, deren Kenntnis für jede Konstruktion existenziell wichtig ist. 

Prüfmaschine

Zugversuch mit Zugprüfmaschine

Zur Durchführung des Zugversuchs wird die Zugprobe in eine Prüfmaschine eingespannt. Es existieren viele verschiedene Maschinentypen, daher werden hier nur drei Varianten vorgestellt:

• Prüfmaschine mit mechanischer Krafterzeugung
• Prüfmaschine mit hydraulischer Krafterzeugung
• Universalprüfmaschine

Die ersten beiden Prüfmaschinen unterscheiden sich lediglich in der Art der Krafterzeugung, ansonsten ist der Messvorgang identisch. Die Universalprüfmaschine nutzt sowohl eine hydraulische Krafterzeugung als auch eine hydraulische Kraftmessung unter Verwendung eines Pendelmanometers. Da diese Prüfmaschine am weitesten verbreitet ist, wird der Prüfvorgang anhand dieser beschrieben.

Prüfvorgang

Bevor der Probenstab belastet werden kann, wird dieser in die Prüfmaschine fest eingespannt. Die Art der Einspannung richtet sich hierbei nach der Form der Probe. Proben mit Gewindeköpfen werden oft mittels kugelförmiger Lager eingespannt, damit sie sich genau in Zugrichtung einstellen können. Proben aus Flach- oder Rundmaterial hingegen spannt man oft mit Beißkeilen ein, welche sich unter zunehmender Belastung immer weiter zusammenziehen und somit die Probe fixieren. Nach dem Einspannen wird die Probe unter Zugspannung gesetzt, indem der Biegetisch langsam und stoßfrei hochgefahren wird (siehe Skizze). Dieser Vorgang wird fortgesetzt bis die Probe reißt. Während des gesamten Vorgangs misst ein Messgerät die Krafthöhe und die Längenänderung des Zugstabes.

Als Ergebnis erhält man eine für jeden Werkstoff spezifische Kraft-Verlängerungs-Kurve.

Kraft-Verlängerungs-Kurve