Schiefzugausrichtung 

Professionelle Schiefzugausrichtung sorgt für sichere Prüfergebnisse bei Faserverbundwerkstoffen 
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Eine exakte Ausrichtung der Prüfachse mit den Probenhaltern ist immer dann wichtig, wenn der zu prüfende Werkstoff spröde ist, oder wenn es um Zeitstands- oder Ermüdungsprüfungen geht.

Worum geht es beim Schiefzug? 

Wird ein Probekörper während der Zugprüfung gebogen, dann entstehen Dehnungsspitzen, die sich unter zunehmender Belastung in den Nähe der Einspannstellen bewegen. Die Folge ist ein scheinbar vorzeitiges Versagen mit einer Bruchlage in der Nähe der Spannklemmen. Entsprechend sind solche Bruchlagen auch immer ein Indiz für eine mangelhafte Ausrichtung der Prüfmaschine.

Da in der Prüfmaschine diese Dehnungs- und Spannungsspitzen nicht direkt sichtbar sind, wird der Werkstoff so charakterisiert, als ob eine homogene Dehnungsverteilung über den gesamten Querschnitt vorlag. Es kommt also im gesamten Verlauf zu einer Fehlinterpretation der gemessenen Kraft und Dehnungswerte, die sowohl Auswirkungen auf den gemessenen Zugmodul, wie auch auf die Festigkeitswerte hat.

Wie kann man Schiefzug vermeiden? 

Zunächst einmal muss die Prüfmaschine mit geeigneten Probenhaltern ausgestattet sein. Diese müssen den Probekörper reproduzierbar exakt axial spannen können und dürfen unter Belastung keine nennenswerten Dreh- und Kippbewegungen ausführen.

Die Aufhängung der Probenhalter sollte keinesfalls über ein kippbares Kreuzgelenk oder ähnliche frei bewegliche Aufnahmen erfolgen, da diese nicht in einer definierten Grundstellung gehalten werden und durch die Ausrichtung während der Prüfung unzulässige Bewegungen in den Probekörper übertragen.

Geeignet ist der Einsatz von parallel spannenden Probenhaltern, die auf einer festen, aber in alle Richtungen einstellbaren Zugachse montiert sind. So kann die gesamte Zugachse vor der Prüfung exakt ausgerichtet werden und bleibt auch unter Last konstant in dieser Ausrichtung.

Wie kann man die Ausrichtung vermessen? 

Die theoretische Grundlage für die Vermessung des Schiefzugs liefert die ASTM E 1012. Das Maß des Schiefzugs ist dabei eine von der Probengeometire abhängige Größe. Es ist also wichtig, dass der Schiefzug immer in Bezug auf die zu prüfende Probenform bestimmt wird.

Um die Aufgabe etwas zu vereinfachen wurde in den Nadcap Audit Criteria AC 7122 für Faserverbundwerkstoffe ein Referenz-Probekörper definiert, dessen Dimensionen den üblichen Zugprobeköpern sehr nahe kommt. Dieser Probekörper wird heute üblicherweise für die Schiefzugmessungen verwendet.

Zur Messung wird dieses exakt gerade metallische Schiefzugnormal mit insgesamt 12 Dehnungsmessstreifen, die auf drei Ebenen verteilt sind instrumentiert und an einen Messverstärker angeschlossen. Ein spezieller Prüfablauf unter testXpert II liest die Messwerte ein und zeigt in Echtzeit die Werte für Biegung und Versatz der Prüfachse an. Mit Hilfe der Einstellanweisungen der Software kann der Bediener nun die Prüfachse exakt ausrichten und danach ein Messprotokoll für das Schiefzugverhalten erstellen.
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