Werkstoffprüfung

Biegeversuch

Beim Biegeversuch macht deine Konzentration die Fliege? Keine Angst, wir erklären dir hier den 2-, 3- und 4- Punkt Biegeversuch.

Inhaltsübersicht

Ermittlung des Biegemoduls mit Hilfe von Biegeversuchen

Der Biege- oder auch Biegezugversuch ist Teil der zerstörenden Werkstoffprüfung. Dabei kann je nach Art der Probenlagerung und Anzahl der Lasten zwischen verschiedenen Arten des Biegeversuches unterschieden werden.

Biegekraft, Biegeversuch, Biegezugversuch, Durchbiegungswerte
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Verschiedene Parameter beim Biegeversuch

Es gibt den zwei, den drei und den vier-Punkt Biegeversuch. Im Verlauf des Versuches werden die Biegekraft und die Durchbiegungswerte aufgezeichnet. Durch die ermittelten Größen können weitere wichtige Materialkennwerte bestimmt werden.

Grundsätzlicher Prüfaufbau

Grundsätzlich werden bei der Versuchsdurchführung alle Lasten und Auflager parallel zueinander angeordnet. Außerdem müssen sie abgerundet sein, damit sich die Kräfte gleichmäßig verteilen. Nun wird der Prüfkörper mittig zur Prüfrichtung eingespannt und mit einer stetig zunehmenden Kraft belastet. Dies wird solange durchgeführt, bis der Prüfkörper durch die Belastung bricht.
Sehen wir uns doch einmal die einzelnen Biegeversuchsverfahren genauer an.

2-Punkt Biegeversuch

Wir beginnen mit dem 2-Punkt-Biegeversuch. Hierbei wird die Probe an einem Ende eingespannt und an der anderen, freiliegenden Seite belastet.

Zug, Druck, Neutrale Faser, Biegeversuch
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2-Punkt Biegeversuch

Für diesen Fall können wir das Biegemodul E berechnen. Es gilt folgende Formel:

E=\frac{4l_v^3\left(X_H-X_L\right)}{D_Lba^3}

Lv entspricht der Stützweite in mm. X H und X L sind jeweils der Anfang und das Ende der Biegemodulermittlung in Kilonewton. D L beschreibt die Durchbiegung zwischen den beiden. Zuletzt haben wir noch b und a. Dies sind die Probenbreite und die Probendicke in mm. Du musst also nur die Werte einsetzen, dann erhältst du dein Biegemodul.

3-Punkt Biegeversuch

Wie sieht das ganze nun beim 3-Punkt-Biegeversuch aus?

Biegeversuch
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3-Punkt Biegeversuch

Hier wird die Prüfprobe auf zwei Auflagern positioniert und in der Mitte mit einem sogenannten Prüfstempel belastet. Nun wird sie wieder stetig zunehmend belastet. Bei einer flachen Probe lautet die Formel für das Biegemodul:

E=\frac{l_v^3\left(X_H-X_L\right)}{4D_Lba^3}

Wie du erkennen kannst, ändert sich die Formel aus dem 2-Punkt Biegeversuch dabei nur leicht.

4-Punkt Biegeversuch

Nun fehlt uns nur noch der 4-Punkt Biegeversuch. Bei diesem habe wir nicht nur einen, sondern zwei Druckpunkte auf unserem Prüfstempel, die auf die Probe drücken.

Spannlänge, Biegeversuch, Biegemodul
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4-Punkt Biegeversuch

Nun sehen wir uns wieder unseren Biegemoment an:

E=\frac{l_v^2\left(2l_A+3l_B\right)\left(X_H-X_L\right)}{D_Lba^3}

Wie du erkennen kannst habe wir im Vergleich zu vorhin zwei weiteren Größen in der Formel: l_A  und l_B . Das sind die Spannlänge und die Länge des Bezugsbalkens. Außerdem beschreibt D L hier nun den Abstand mittig zwischen den Druckpunkten.

Na also! Nun weißt du was ein Biegeversuch ist und wie du das Biegemodul aus deinen Messergebnissen berechnen kannst!


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