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.
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.
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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.
Für diesen Fall können wir das Biegemodul E berechnen. Es gilt folgende Formel:
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?
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:
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.
Nun sehen wir uns wieder unseren Biegemoment an:
Wie du erkennen kannst habe wir im Vergleich zu vorhin zwei weiteren Größen in der Formel: 
und 
. 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!
Biegeversuch — häufigste Fragen
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Biegeversuch — häufigste Fragen
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Was sagt das Biegemodul aus?Das Biegemodul
beschreibt, wie steif ein Werkstoff bei elastischer Biegebelastung ist. Ein höheres bedeutet, dass sich eine Probe bei gleicher Geometrie und gleicher Biegekraft weniger durchbiegt. ist damit ein Maß für den Widerstand gegen elastische Verformung.
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Was ist der Unterschied zwischen dem Biegemodul und dem Zugmodul?Der Unterschied zwischen Biegemodul und Zugmodul liegt vor allem in der Belastungsart und der Messmethode: Beim Zugmodul wird aus Spannung und Dehnung im Zugversuch bestimmt, beim Biegemodul aus Kraft und Durchbiegung im Biegeversuch. Für linear-elastische, homogene Werkstoffe ist der zugrunde liegende -Wert grundsätzlich derselbe.
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Was bedeuten beim 4-Punkt-Biegeversuch die Längen l(A) und l(B)?Beim 4‑Punkt‑Biegeversuch bezeichnet
die Spannlänge als Abstand vom Auflager bis zum jeweiligen Druckpunkt. 
ist die Länge des Bezugsbalkens, also der Abstand zwischen den beiden Druckpunkten des Prüfstempels. Beide Längen beschreiben damit die Geometrie der Lastanordnung auf der Probe.
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Wie findet man beim Biegeversuch die Werte für X(H) und X(L) aus Messdaten?Die Werte
und 
liest man als zwei Biegekraftwerte aus der Kraft‑Durchbiegungs‑Messkurve ab, die den unteren und oberen Punkt des Auswertebereichs markieren. Danach nimmt man die zugehörigen Durchbiegungen und bildet die Differenzen 
und 
für die Modulberechnung. Sinnvoll ist ein Bereich, in dem die Kurve nahezu linear verläuft.
Werkstoffprüfung verstehen
Der Biegeversuch gehört zur Werkstoffprüfung und ist ein wichtiges Verfahren zur Beurteilung von Werkstoffen. Wer sich mit Werkstoffprüfung beschäftigt, vergleicht verschiedene Prüfverfahren und ordnet Messgrößen wie Kraft, Verformung und Steifigkeit ein. So wird klar, wie sich Werkstoffe unter Belastung verhalten und welche Kennwerte ihre Eigenschaften beschreiben. Im Ingenieurwissenschaftenbereich findest du passende Videos zu diesem und verwandten Themen.