Biegen | EUROLAB

Was ist Biegeversuch?

Bei der Biegeprüfung handelt es sich um eine Prüfung, bei der eine auf zwei Stützen ruhende Probe in der Mitte (Dreipunkt) oder an zwei Punkten (Vierpunkt) belastet wird und dabei Biegefestigkeit und Biegemodul gemessen werden.

Zweck von Biegeversuch

Der Zweck besteht darin, die Steifigkeit und Festigkeit des Materials unter Biegebelastung zu bestimmen und Qualitätskontroll- und Designdaten insbesondere für Kunststoff-, Verbund- und Keramikmaterialien bereitzustellen.

Bei welchen Produkten wird Biegeversuch angewendet?

Kunststoff- und Verbundplatten
Blech und Abschnitt
Keramik- und Glaskomponenten
Holz und Holzwerkstoffplatten
Baustoffproben

In welchen Branchen wird Biegeversuch eingesetzt?

MetallStahlMaschinenIndustrieausrüstungKunststoffe

Normen zu Biegeversuch

ISO 178
ASTM D790
ISO 7438
ISO 14125

Prüfbedingungen für Biegeversuch

Ladeanordnung: Dreipunkt- oder Vierpunktbiegung
Stützspanne: In der Norm definiertes Verhältnis entsprechend der Probendicke
Testgeschwindigkeit: Typischerweise 2 mm/min in ISO 178 (eine niedrigere Geschwindigkeit für die Modulmessung)
Umfeld: 23 °C ± 2 °C und 50 % ± 10 relative Luftfeuchtigkeit (Polymere)

Prüfgerät für Biegeversuch

Universelle Prüfmaschine
Drei-/Vierpunkt-Biegevorrichtung
Wegaufnehmer
Konditionierungskammer

Probenanforderungen für Biegeversuch

Typische Proben für ISO 178 sind 80 × 10 × 4 mm
Kanten müssen gratfrei und glatt sein
Im Allgemeinen mindestens fünf Exemplare pro Satz
Bei Verbundwerkstoffen muss die Faserorientierung angegeben werden

Dauer von Biegeversuch

Der Test pro Probe dauert einige Minuten. Ein Set inklusive Konditionierung dauert einen halben Arbeitstag.

Ablauf von Biegeversuch

1Probenabmessungen werden gemessen.
2Die Proben werden in der definierten Umgebung konditioniert.
3Die Stützweite wird entsprechend der Probendicke eingestellt.
4Die Last wird mit der definierten Geschwindigkeit aufgebracht; Kraft und Auslenkung werden aufgezeichnet.
5Die Belastung führt weiterhin zum Bruch bzw. zum in der Norm definierten Durchbiegungswert.
6Biegefestigkeit und Biegemodul werden berechnet.

Annahmekriterien für Biegeversuch

Das Akzeptanzkriterium ist in der Produkt- oder Materialnorm angegeben; sie wird als Mindestbiegefestigkeit und Mindestbiegemodul definiert.

Auswertung der Ergebnisse

Die Bruchstelle muss zwischen den Stützen und innerhalb der Belastungszone liegen. Proben, die sehr nahe an einer Stütze brechen, werden von der Bewertung ausgeschlossen.

Prüfbericht zu Biegeversuch

Angewandte Norm und Revision
Ladeanordnung und Stützweite
Probenabmessungen und Konditionierung
Biegefestigkeits- und Modulwerte
Kraft-Weg-Kurve

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 Biegeversuch 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 Biegeversuch

Was ist der Unterschied zwischen Dreipunkt- und Vierpunktbiegung?

Beim Dreipunktbiegen tritt das maximale Moment an einem einzelnen Abschnitt auf und der Aufbau ist einfach. Bei der Vierpunktbiegung bleibt das Moment zwischen den beiden Belastungspunkten konstant; Es erfasst eher den schwächsten Bereich des Materials und wird für Verbundwerkstoffe bevorzugt.

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