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Was ist Druckversuch?

Der Druckversuch ist ein mechanischer Versuch, bei dem eine einachsige Druckbelastung auf einen Probekörper ausgeübt und gleichzeitig dessen Kraft-Verformungsverhalten gemessen wird. Es werden Druckfestigkeit, Druckfließspannung und Druckmodul ermittelt.

Zweck von Druckversuch

Der Zweck besteht darin, die Widerstandsfähigkeit des Materials gegenüber Druckbelastungen zu ermitteln und als Grundlage für Konstruktionsberechnungen für tragende Elemente, Isolierungs- und Verpackungsmaterialien zu dienen.

Bei welchen Produkten wird Druckversuch angewendet?

Metallguss- und Schmiedeteile
Kunststoff- und Verbundproben
Schaum- und Isoliermaterialien
Beton- und Bauelemente
Gummiblöcke und -pads

In welchen Branchen wird Druckversuch eingesetzt?

MetallStahlMaschinenIndustrieausrüstungKunststoffe

Normen zu Druckversuch

ISO 604
ASTM E9
ASTM D695
ISO 844

Prüfbedingungen für Druckversuch

Testgeschwindigkeit: Konstante Verformungsrate gemäß Norm (definiert nach Materialgruppe in ISO 604)
Umfeld: 23 °C ± 2 °C und 50 % ± 10 relative Luftfeuchtigkeit (Polymere)
Probenverhältnis: Das Verhältnis Länge/Querschnitt zur Verhinderung von Knicken ist in der Norm begrenzt
Platten: Parallele, gehärtete Druckplatten

Prüfgerät für Druckversuch

Universelle Prüfmaschine
Kompressionsplatten und Führungsgestell
Extensometer oder Wegaufnehmer
Konditionierungskammer

Probenanforderungen für Druckversuch

Prismatische oder zylindrische Probe, entsprechend der Norm dimensioniert
Flächen müssen senkrecht und parallel zur Belastungsachse bearbeitet werden
Im Allgemeinen mindestens fünf Proben pro Satz (für Polymere)
Für Schaumstoffe ist in der Norm zusätzlich die Probenhöhe festgelegt

Dauer von Druckversuch

Der Test pro Probe dauert einige Minuten. Einschließlich der Konditionierung ist ein Satz in der Regel innerhalb eines halben Arbeitstages abgeschlossen.

Ablauf von Druckversuch

1Die Abmessungen der Proben werden gemessen und aufgezeichnet.
2Bei Bedarf werden die Proben bei der definierten Temperatur und Luftfeuchtigkeit konditioniert.
3Die Probe wird axial zwischen den Druckplatten platziert.
4Die Last wird mit der definierten Geschwindigkeit aufgebracht; Kraft und Verformung werden aufgezeichnet.
5Die Belastung führt weiterhin zu Bruch, Nachgeben oder dem angegebenen Verformungsverhältnis.

Annahmekriterien für Druckversuch

Das Akzeptanzkriterium ist in der Material- oder Produktnorm angegeben; Sie wird typischerweise als minimale Druckfestigkeit oder die Last definiert, die bei einer bestimmten Verformung übertragen wird.

Auswertung der Ergebnisse

Die Kraft-Verformungs-Kurve, die Druckfestigkeit und der Modul werden gemeinsam ausgewertet. Proben, die sich verbiegen oder außeraxial belastet werden, gelten als ungültig.

Prüfbericht zu Druckversuch

Angewandte Norm und Revision
Probengeometrie und -abmessungen
Testgeschwindigkeit und Umgebungsbedingungen
Druckfestigkeits-, Streckgrenzen- und Modulwerte
Kraft-Verformungs-Kurve und Versagensart

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Mekanik Testler — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Druckversuch gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Mechanische Prüfungen messen, wie sich ein Werkstoff oder ein Bauteil unter Krafteinwirkung verhält. Die Familie reicht von statischer Belastung (Zug, Druck, Biegung) über zeitabhängiges Verhalten (Ermüdung, Kriechen) bis zu Härte und Verschleiß sowie Bruchzähigkeit.

Das gemeinsame Merkmal dieser Prüfungen ist, dass das Ergebnis als WERKSTOFFEIGENSCHAFT ausgewiesen wird. Streckgrenze oder Härte sind keine Konformitätsentscheidung; sie sind Zahlenwerte, mit denen Konstruktion und Produktnorm verglichen werden. Mechanische Prüfberichte sind daher meist Eingangsgröße für eine technische Entscheidung und nicht für eine Produktzulassung — Werkstoffauswahl, Sicherheitsfaktor, Lebensdauervorhersage.

Die Unterscheidung zwischen statischem und dynamischem Verhalten ist der Schlüssel zum Verständnis des Bereichs. Ein Bauteil kann unter statischer Last völlig unbelastet erscheinen und dennoch unter wiederholter Belastung brechen; der Ermüdungsbruch tritt bei Spannungen weit unter der Streckgrenze auf und gibt keine Vorwarnung. Bei rotierenden, schwingenden oder zyklisch belasteten Bauteilen ist eine Zugprüfung allein daher kein ausreichender Nachweis.

Die Prüfbedingungen bestimmen das Ergebnis, und dies ist entscheidend für die Lesbarkeit des Berichts: Probengeometrie, Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur, Konditionierung und Einspannanordnung. Derselbe Werkstoff liefert unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Werte. Bei Kunststoffen ist der Geschwindigkeitseffekt sehr ausgeprägt, bei Metallen der Temperatureffekt; bei Verbundwerkstoffen verändert die Probenausrichtung das Ergebnis vollständig.

Härte ist die am häufigsten missbrauchte Messgröße in diesem Bereich. Da sie schnell, nahezu zerstörungsfrei und kostengünstig ist, wird sie oft anstelle der Festigkeit verwendet. Umrechnungstabellen von Härte zu Festigkeit existieren, sind aber NÄHERUNGSWEISE und hängen von der Werkstoffgruppe ab; sie als einziges Beweismittel bei der Werkstoffabnahme zu verwenden, ist falsch.

Der Bereich der Bruchmechanik erfordert eine besondere Kompetenz. Messungen der Bruchzähigkeit und der Ermüdungsrisswachstumsrate ermöglichen es zu berechnen, wie lange eine rissbehaftete Struktur hält; sie sind die Grundlage schadenstoleranter Auslegung in Bereichen wie Druckgeräten, Flugzeugstrukturen und Rohrleitungen.

Methodengruppen in diesem Bereich

Statische Prüfungen
Zug, Druck, Biegung, Scherung und Torsion. Streckgrenze und Zugfestigkeit, Dehnung und Elastizitätsmodul werden ermittelt.
Kerbschlagprüfungen
Charpy- und Izod-Kerbschlagbiegeversuch; das Sprödbruch-Zäh-Übergangsverhalten des Werkstoffs wird temperaturabhängig ermittelt.
Härte
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore und Mikrohärte. Wertvoll für die Tiefe der Oberflächenbehandlung und lokale Festigkeitsunterschiede.
Ermüdung
Kraft- und dehnungsgesteuerte axiale Ermüdung, Biegeermüdung; Wöhlerkurven (S-N) und Dauerfestigkeitsgrenze.
Kriechen und Spannungsrelaxation
Verhalten unter Langzeitbelastung bei hoher Temperatur; entscheidend für Werkstoffe von Kesseln, Turbinen und Druckgeräten.
Bruchmechanik
Ebene-Dehnung-Bruchzähigkeit, J-Integral, CTOD und Ermüdungsrisswachstumsrate.
Verschleiß und Reibung
Taber- und Drehtrommel-Abrasion, Reibungskoeffizientenmessungen.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Die Berechnung der Festigkeit aus der Härte ist näherungsweise; sie kann nicht als alleiniger Nachweis bei der Werkstoffabnahme verwendet werden.
Ausreichende statische Festigkeit belegt nicht die Ermüdungsfestigkeit; ein zyklisch belastetes Bauteil erfordert eine gesonderte Prüfung.
Wird die Prüfgeschwindigkeit und -temperatur nicht angegeben, ist das Ergebnis nicht vergleichbar — insbesondere bei Polymeren und Verbundwerkstoffen.
Ein Prüfkörper und das tatsächliche Bauteil liefern möglicherweise nicht denselben Wert; Formfließrichtung, Bindenähte und Unterschiede in der Oberflächenbehandlung wirken sich alle aus.
Ein für einen Verbundwerkstoff angegebener Festigkeitswert ist ohne Angabe der Probenorientierung bedeutungslos.
Die ASTM- und ISO-Gegenstücke messen dieselbe Größe, verwenden aber unterschiedliche Probengeometrien; die Ergebnisse gelten nicht als direkt gleichwertig.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Konstruktionsverifikation und Werkstoffauswahl
Wareneingangskontrolle und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der mechanischen Anforderungen der Produktnorm
Fehleranalyse, Lebensdauervorhersage und Schadenstoleranzberechnung
Verifizierung von Wärmebehandlungs- und Oberflächenbehandlungsprozessen

Häufige Fragen zu Druckversuch

Warum muss die Probe ein bestimmtes Längen-/Querschnittsverhältnis haben?

Lange, schlanke Exemplare versagen eher durch Knicken als durch Kompression; In diesem Fall gibt der Messwert nicht die Druckfestigkeit des Materials wieder. Normen begrenzen daher das Verhältnis.

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