Fallversuch & Fallwerke
Ein Fallversuch ist eine Methode in der Materialprüfung, um die Reaktion eines Materials auf einen plötzlichen Stoß oder Schlag zu analysieren. Ein Fallexperiment wird durchgeführt, um verschiedene mechanische Eigenschaften des Materials zu bewerten, darunter Schlagfestigkeit, Bruchzähigkeit und Energieabsorption.
Der Fallversuch ermöglicht es, die Reaktion des Materials auf plötzliche Belastungen zu bewerten und ist in verschiedenen Branchen wichtig, in denen Materialien auf ihre Beständigkeit gegenüber Stößen, Schlägen oder anderen dynamischen Belastungen hin getestet werden müssen. Normenorganisationen und Industriestandards legen oft die genauen Bedingungen für Fallversuche fest, um Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sicherzustellen.
Ablauf eines Fallversuchs
Vorbereitung
- Eine Probe des Materials wird ausgewählt und entsprechend den Prüfnormen vorbereitet. Typische Materialien für ein Fallexperiment sind Folien, thermoplastische Kunststoffe, Composites, Metalle oder auch Bauteile. Bei Folien, Kunststoffen oder Composites reichen Fallwerke bis 230 Joule aus. Da bei Metallen die Proben der Dicke von Pipeline-Rohren entsprechen müssen, sind hier Großfallwerke mit Schlag-Energien bis zu 100.000 Joule erfordert.
- Die Fallhöhe, das Gewicht des Schlaghammers und andere Parameter werden gemäß den Anforderungen der spezifischen Prüfmethode festgelegt.
- Die Schlagzähigkeit ist bei niedrigen Temperaturen ein entscheidender Kennwert des eingesetzten Materials.
- Für Fallversuche an gekühlten Proben bietet ZwickRoell eine Temperierbox an. Vor der Prüfung werden die Proben zunächst in dieser Temperierbox gekühlt. Für den Fallversuch werden die Proben direkt aus der Kühleinheit ins Fallwerk eingelegt und innerhalb von 5 Sekunden geprüft.
Durchführung
- Die Probe wird im Fallwerk positioniert. Der Schlaghammer mit einem vorgegebenen Gewicht wird auf einer definierten Höhe über der Probe platziert.
- Nach Start der Prüfung fällt der Schlaghammer auf die Probe. Die Kollision erzeugt – verursacht durch Gewicht und Höhe des Schlaghammers - eine bestimmte Aufprallenergie, die das Material absorbiert.
Auswertung des Fallversuchs
- Die Auswirkungen auf das Material werden gemessen und analysiert. Dies kann den Bruchpunkt, Verformungen oder andere Veränderungen am Material umfassen. Ein wichtiger Kennwert des Fallversuchs ist die Schlagzähigkeit.
Dokumentation der Ergebnisse
- Die Ergebnisse des Fallexperiments werden in Form von Grafiken oder Berichten dokumentiert.
Normen für Fallversuche
Multiaxialer Durchstoßversuch an Kunststoffplatten
- ISO 6603-2 - Bestimmung des Durchstoßverhaltens von festen Kunststoffen - Teil 2: Instrumentierter Schlagversuch
- ASTM D3763 - Standard Test Method for High Speed Puncture Properties of Plastics Using Load and Displacement Sensors
Multiaxialer Durchstoßversuch an Folien
- ISO 7765-2 - Kunststofffolien und -bahnen - Bestimmung der Schlagfestigkeit nach dem Fallhammerverfahren - Teil 2: Durchstoßversuch mit elektronischer Messwerterfassung
Compression After Impact CAI an Composites
- ISO 18352 - Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe - Ermittlung der Compression-After-Impact-Eigenschaften bei spezifischer Aufprallenergie
- ASTM D7136 - Standard Test Method for Measuring the Damage Resistance of a Fiber-Reinforced Polymer Matrix Composite to a Drop-Weight Impact Event
- DIN 65561 - Luft- und Raumfahrt; Faserverstärkte Kunststoffe; Prüfung von multidirektionalen Laminaten; Bestimmung der Druckfestigkeit nach Schlagbeanspruchung
- AITM 1.0010 - Fibre Reinforced Plastics: Determination of Compression Strength After Impact
- Boeing BSS 7260 - Compression After Impact (CAI)-Test
Fallexperiment nach Pellini an Metallen
- SEP 1325 - Fallgewichtsversuch nach W.S. Pellini
Fallgewichtsversuch an Metallen
- ASTM-E436 - Drop-Weight Tear Tests of Ferritic Steels
- DIN EN 10274 - Metallische Werkstoffe - Fallgewichtsversuch
- API 5L - Line Pipe
Kerbschlagbiegeversuch Charpy1 an Kunststoffen
- ISO 179-2 - Kunststoffe - Bestimmung der Charpy-Schlageigenschaften - Teil 2: Instrumentierte Schlagzähigkeitsprüfung
Kerbschlagbiegeversuch Izod1 an Kunststoffen
- ISO 180 - Kunststoffe - Bestimmung der Izod-Schlagzähigkeit
- ASTM D256 - Standard Test Methods for Determining the Izod Pendulum Impact Resistance of Plastics
1 Kerbschlagbiegeversuche können sowohl mit einem Fallwerk als auch mit einem Pendelschlagwerk durchgeführt werden.
Fallwerke
Ein Fallwerk ist eine Prüfmaschine, die dazu dient, die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber Schlägen oder Stößen zu testen. Beim Fallversuch wird mit Hilfe eines Fallwerks ein Gewicht aus einer definierten Höhe auf das zu prüfende Material fallen gelassen. Dieser Fall erzeugt eine bestimmte Aufprallenergie, die auf das Material übertragen wird.
Fallwerke sind in verschiedenen Konfigurationen und Größen erhältlich, abhängig von den spezifischen Anforderungen der Materialprüfung und den Eigenschaften der zu prüfenden Materialien. Solche Prüfungen sind in verschiedenen Industriebereichen von Bedeutung, einschließlich Metallurgie, Bauwesen, Kunststoffverarbeitung und anderen, wo die Widerstandsfähigkeit gegenüber Stößen von großer Bedeutung ist.
| Fallwerk | HIT230F | HIT600F | HIT1100F HIT2000F | Pellini-Fallwerk P550 / P1650 | Großfallwerk DWT |
|---|---|---|---|---|---|
 |  |  |  |  | |
| zu HIT230F | zu HIT600F | zu HIT1100/2000F | zu Pellini-Fallwerk | zu Großfallwerk | |
| Max. Energie | 230 Joule | 600 Joule | 2.000 Joule | 1.650 Joule | 100.000 Joule |
| Multiaxialer Durchstoß an Kunststoffplatten | ISO 6603-2 ASTM D3763 | ISO 6603-2 ASTM D3763 | ISO 6603-2 ASTM D3763 | ||
| Multiaxialer Durchstoß-Versuch an Folien | ISO 7765-2 | ISO 7765-2 | |||
| Composite Compression-After-Impact (CAI) | ISO 18352 ASTM D7136 AITM 1.0010 BSS 7260 DIN 65561 | ISO 18352 ASTM D7136 AITM 1.0010 BSS 7260 DIN 65561 | |||
| Pellini-Test | ASTM E208 SEP 1325 | ||||
| Fallgewichtsversuch | ASTM E436 API RP 5 DIN EN 10274 | ||||
| Kerbschlagbiegeversuch Charpy | ISO 179-2 | ISO 179-2 | |||
| Kerbschlagbiegeversuch Izod | ISO 180 ASTM D256 | ISO 180 ASTM D256 |
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