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Biegeversuch

Der Biegeversuch gehört neben dem Zugversuch und dem Druckversuch zu den Beanspruchungsarten, die in der Praxis am häufigsten auftreten. Daher besitzt der Biegeversuch große Bedeutung für die Materialprüfung an unterschiedlichsten Werkstoffen und dient der Ermittlung mechanischer Werkstoffeigenschaften an Metall, Kunststoff, Holz, Papier, Pappe, Keramik und weiteren Werkstoffen. Biegeversuche werden darüberhinaus auch eingesetzt in der Qualitätskontrolle sowie in Forschung und Entwicklung von medizinischen Produkten wie z.B. der Bruchfestigkeit von Injektionsnadeln, Biegefestigkeit von medizinischen Schläuchen und Kathetern oder der Festigkeit von Knochenplatten u.v.m. 

Die Kennwerte des Biegeversuchs werden im Allgemeinen mittels 2-Punkt Biegeversuch, 3-Punkt Biegeversuch oder 4-Punkt Biegeversuch gewonnen. Für die Durchführung des Biegeversuches werden bevorzugt Proben mit rechteckigem Querschnitt verwendet.

Kennwerte 2-Punkt Biegeversuch 3-Punkt Biegeversuch 4-Punkt Biegeversuch Passende Prüfmaschinen

Biegeversuche nach Branche und genormten Verfahren:

Kunststoff  Metall  Composites  Medizin  Papier & Pappe

Warum Biegeversuch?

Anhand von Biegeversuchen kann eine einfache Charakterisierung wichtiger mechanischer Eigenschaften erzielt werden. Insbesondere kommt dieser Versuch bei Prüfungen spröder Werkstoffe zum Einsatz, da die Probe im Zugversuch aufgrund ihres Versagensverhaltens messtechnische Probleme bereitet. 

Was kann mit dem Biegeversuch festgestellt werden?

Je nach Werkstoff können unterschiedliche Materialeigenschaften festgestellt werden. Die Ergebnisse bzw. Kennwerte des Biegeversuchs zeigen insbesondere das Werkstoffverhalten nahe der Oberfläche des Prüfkörpers. Im Vergleich zur Zugprüfung sind die zu messenden Durchbiegungen etwa viermal größer als die Längenänderungen im Zugversuch.

Typische Prüfungsergebnisse / Kennwerte sind:

  • Festigkeitsprüfung von Werkstoffen
  • Berechnung der Biegespannungen und – dehnungen
  • der Biegemodul
  • Biegesteifigkeit
  • Biegewiderstand
  • die Spannung bei 3,5 % Dehnung
  • Spannungen und Dehnungen am Streckpunkt und bei Probenbruch
  • etc.

Wie funktioniert der Biegeversuch?

Es wird unter 3 Arten von Biegeversuchen unterschieden:

  • 2-Punkt Biegeversuch
  • 3-Punkt Biegeversuch
  • 4-Punkt Biegeversuch

2-Punkt Biegeversuch

Beim 2-Punkt-Biegeversuch wird die Prüfprobe an einem Ende eingespannt und auf der freiliegenden Seite mit einem Prüfstempel belastet.

2-Punkt Biegevorrichtungen

Beim 2-Punkt-Biegeversuch wird die Prüfprobe an einem Ende eingespannt und auf der freiliegenden Seite mit einem Prüfstempel belastet.

Die 2-Punkt-Biegevorrichtung von ZwickRoell 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.

Spezielle 2-Punkt-Biegevorrichtungen bietet ZwickRoell auch für die Prüfung an Injektionsnadeln nach ISO 9626, zur Ermittlung des Knickwiderstandes (KinkResistance) an Führungsdrähten (Guidewires) oder der Biegefestigkeit von steiferen medizinischen Schläuchen (Katheter etc.).

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  • Produktinformation: 2-Punkt-Biegevorrichtungen PDF 518 KB

3-Punkt Biegeversuch

Beim 3-Punkt Biegeversuch wird die Probe auf zwei Auflagen positioniert und in der Mitte mit einem Prüfstempel belastet.

3-Punkt Biegevorrichtung

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.

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  • Produktinformation: 3-Punkt-Biegevorrichtungen PDF 246 KB

4-Punkt Biegeversuch

Beim 4-Punkt Biegeversuch wird die Probe auf zwei Auflagen positioniert und in der Mitte mit einem Prüfstempel mit zwei Druckpunkten belastet.

4-Punkt Biegevorrichtung

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.

Der Dynstat Biege- und Schlagbiegeversuch nach DIN 53435 dient der Charakterisierung von Werkstoffeigenschaften in Bauteilen aus Kunststoff, wenn z.B. aus fertigen Spritzgussteilen aus Platzgründen nur relativ kleine Probekörper entnommen werden können.

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  • Produktinformation: 3- und 4- Punkt-Biegevorrichtungen PDF 271 KB

Kunststoff Biegeversuche - genormte Verfahren

3-Punkt Biegeversuch Kunststoff
ASTM D790
zu 3-Punkt Biegeversuch Kunststoff
3-Punkt Biegeversuch Kunststoff
ISO 178
zu 3-Punkt Biegeversuch Kunststoff
Dynstat Biege- und Schlagbiegeversuch
DIN 53435
zu Dynstat Biege- und Schlagbiegeversuch

Metall Biegeversuche - genormte Verfahren

3-Punkt Biegevorrichtung für Plättchen-Biegeversuch
Diese 3-Punkt-Biegevorrichtung dient zur Durchführung des Plättchen-Biegeversuchs nach VDA 238-100:2017-06 zur Ermittlung des Biegewinkels mit dem Ziel, Rückschlüsse auf das Verformungsverhalten von metallischen Werkstoffen bei Umformprozessen mit dominanten Biegeanteilen (z.B. Falzoperationen) oder bei Crashbelastung zu erhalten.
zu 3-Punkt Biegevorrichtung für Plättchen-Biegeversuch
Biegeversuch Metall
ISO 7438, ASTM A370, ISO 8491
zu Biegeversuch Metall
U-Biegeversuch Metall
zu U-Biegeversuch Metall

Biegeversuche an Composites

Biegeversuch Composites
ISO 14125, ASTM D7264, EN 2562, EN 2746
zu Biegeversuch Composites

Biegeversuche an Papier & Pappe

2-Punkt Biegeversuch Papier
ISO 2493-1, DIN 53121, ISO 5628, DIN 55437-3, DIN 19304
Ermittlung Biegefestigkeit von Papier und Pappe
zu 2-Punkt Biegeversuch Papier
3-Punkt-Biegeversuch Papier & Pappe
über Werknormen
Vollpappen, Papierbasis-Verbunde oder Aufwickelhülsen
zu 3-Punkt-Biegeversuch Papier & Pappe
Knickfestigkeit Wellpappe
DIN 54608
zu Knickfestigkeit Wellpappe
4-Punkt-Biegeversuch Wellpappe
DIN 53121, ISO 5628
zu 4-Punkt-Biegeversuch Wellpappe
Proberillungen Pappe
DIN 55437-1
Genaue Ermittlung der Einstellparameter für Rillanlagen (Rillmesserbreite, Rillnutbreite, Rilltiefe)
zu Proberillungen Pappe

Biegeversuche in der Medizin- und Pharmaindustrie

Bruchfestigkeit Injektionsnadeln
ISO 9626
Die Bruchfestigkeit von Injektionsnadeln wird nach Norm ISO 9626 über eine 2-Punkt-Biegeprüfung ermittelt.
zu Bruchfestigkeit Injektionsnadeln
Sollbruchstelle Brechampullen
Modulare Prüfvorrichtung für Bruchkraft an Brechampullen.
zu Sollbruchstelle Brechampullen
Biegeprüfung Führungsdrähte/Katheter/Schläuche
ZwickRoell bietet das passende Prüfsystem zur Biegeprüfung an Führungsdrähten, Kathetern und Schläuchen.
zu Biegeprüfung Führungsdrähte/Katheter/Schläuche
Biegeprüfung Keramik
EN 843-1 und ISO 6872
Die Vorrichtung ist für die Biegeprüfungen an Keramik gemäß EN 843-1, Probenform A und B sowie ISO 6872 ausgelegt.
zu Biegeprüfung Keramik
Knochenplatten
ASTM F 382 und ISO 9585
Biegeprüfung an Knochenplatten und Fixationsvorrichtungen aus Metall nach ASTM F 382 und ISO 9585 (Osteosyntheseplatten)
zu Knochenplatten

Prüfmaschinen für Biegeversuche

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