Prüfwerkzeuge für Biegeprüfung
Die Biegebeanspruchung gehört zu den Beanspruchungsarten, die in der Praxis am häufigsten auftreten. Daher besitzt sie große Bedeutung für die Materialprüfung an unterschiedlichsten Werkstoffen. Aus diesem Grund dient der Biegeversuch zur Ermittlung mechanischer Werkstoffeigenschaften an Stahl, Kunststoff, Holz, Papier, Keramik und weiteren Werkstoffen.
Die Kennwerte des Biegeversuchs werden im Allgemeinen mittels 3-Punkt- oder 4-Punkt-Biegeversuch gewonnen.
Bei Beanspruchung eines symmetrischen Querschnitts auf Biegung treten in der einen Randfaser Zugspannungen auf. In der gegenüber liegenden Randfaser treten Druckspannungen auf. Die Spannungen nehmen auf beiden Seiten mit dem Abstand von der neutralen Faser so zu, dass die höchsten Werte jeweils in den Randzonen vorliegen. Wird die Streck- oder Quetschgrenze des Werkstoffs erreicht, kommt es zum plastischen Fließen.
Während des Biegeversuchs treten in der Probe zudem Schubspannungen auf. Um den Schubspannungsanteil bei einer Prüfung möglichst klein zu halten, muss das Verhältnis des Auflagerabstands zur Dicke der Probe möglichst groß sein. In den meisten Fällen wird der Auflagerabstand in der entsprechenden Prüfnorm jedoch angegeben.
Für die Durchführung des Biegeversuches werden bevorzugt Proben mit rechteckigem Querschnitt verwendet.
2-Punkt-Biegevorrichtungen
Die 2-Punkt-Biegevorrichtung ist für die Prüfung von Papier, Pappe und Folien geeignet. Dabei wird die Biegesteifigkeit nach der Balkenmethode bzw. des Biegewiderstands an Papier, Pappe und Karton z. B. nach DIN 53121,ISO 5628 und DIN 19304, Kunststofffolien wie nach DIN 53350 und beschichteten Textilien bestimmt.
Der 3-Punkt-Biegeversuch
Die Belastungsvorrichtung besteht aus zwei parallel angeordneten Auflagern für die Probe und einer Biegefinne, die mittig zwischen den Auflagern die Last auf die Probe aufbringt.
Sowohl die Auflager als auch die Biegefinne müssen je nach Prüfanforderung (Norm) fest, drehbar oder kippbar gelagert sein, damit die jeweilige Prüfung entsprechend den Anforderungen durchgeführt werden kann.
Die Prüfung wird hauptsächlich bei zähen und elastischen Materialien eingesetzt.
Um Reibungseinflüsse bei der Prüfung zu minimieren, können die Auflager drehbar um ihre Längsachse gelagert sein. Damit Biegefinne und Biegeauflager parallel zur Probe anliegen, können diese kippbar gelagert sein.
Der 4-Punkt-Biegeversuch
Wie beim 3-Punkt-Biegeversuch besteht auch die 4-Punkt-Biegevorrichtung aus zwei parallel angeordneten Auflagern, die je nach Prüfanforderung fest, drehbar oder kippbar gelagert sein müssen.
Der Unterschied zum 3-Punkt Biegeversuch liegt in der Art und Weise, wie die Kraft auf die Probe eingeleitet wird. Sie wird über 2 symmetrisch zu den Auflagern positionierten Biegefinnen aufgebracht. Dabei ist das Biegemoment zwischen den beiden Kraftangriffsstellen konstant.
Anwendung findet dieser Versuch überwiegend in der Bestimmung des Biege-Elastizitätsmoduls an spröden Werkstoffen.
Dynstat Biegewerkzeug für 4-Punkt- Biegebeanspruchung gemäß DIN 53435 – DB – G
Wenn aus fertigen Spritzgussteilen aus Platzgründen nur relativ kleine Probekörper entnommen werden können, dann bieten die zwei Dynstat-Prüfverfahren eine interessante Möglichkeit
zur vergleichenden Charakterisierung von statischen und dynamischen Werkstoffeigenschaften in der Qualitätsüberwachung und in der Produktenwicklung.
Anwendungsbereich
Mit dem Dynstat-Biegewerkzeug können Eigenschaften von Kunststoffproben unter 4-Punkt-Biegebeanspruchung gemäß DIN 53435 – DB – G ermittelt werden. Es dient der Charakterisierung von Werkstoffeigenschaften in Bauteilen aus Kunststoff.
Funktionsbeschreibung
Der Dynstat-Biegeversuch ist als Vierpunkt-Biegeversuch ausgelegt. Mit diesem Prüfwerkzeug kann die Prüfung jetzt auch auf einer Prüfmaschine durchgeführt werden. Die Auflagerabstände betragen zu Beginn der Prüfung 12 mm und 2 mm. Damit kann ein Probekörper von nur 15 mm Länge mit diesem Verfahren geprüft werden. Die Biegeverformung wird durch eine rotative Bewegung des Prüfwerkzeugs erzeugt. Das Prüfergebnis ist die maximale im Versuch gemessene Biegespannung, die aus dem gemessenen Biegemoment und dem Widerstandsmoment des Probekörpers errechnet wird. Sofern der Probekörper bis zum Erreichen eines durch die Norm festgelegten Dynstat- Biegewinkels nicht gebrochen ist, wird die Biegespannung am Dynstat-Biegewinkel gemessen.
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Interessante Anwendungen zur Biegeprüfung
Downloads
- Produktinformation: 2-Punkt-Biegevorrichtunge PDF 518 KB
- Produktinformation: 3-Punkt-Biegevorrichtunge PDF 246 KB
- Produktinformation: 3- und 4- Punkt-Biegevorrichtung PDF 271 KB
- Produktinformation: Dynstat Biegewerkzeug für 4-Punkt- Biegebeanspruchung gemäßDIN 53435 – DB – G PDF 6 MB