Biegeversuch

Der Biegeversuch ist eine Methode der zerstörenden Werkstoffprüfung. Er wird vornehmlich bei metallischen, synthetischen (Kunststoff) und keramischen Werkstoffen durchgeführt.

Es gibt verschiedene Arten des Biegeversuches, deren Ablauf ähnlich ist und die sich nur durch die Prüfvorrichtung (Auflage) unterscheiden. Beim Biegeversuch wird die Probe durch (quasi-)statischen Druck beansprucht. Aus dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm werden die verschiedenen Kennwerte ermittelt.

Ablauf

Der Prüfkörper wird auf einer Prüfvorrichtung durch einen Druckstempel durch eine Universalprüfmaschine belastet, bis die Vorkraft erreicht ist. Anschließend wird die Probe solange mit einer Kraft beaufschlagt, bis die Probe zerbricht. Die dazu notwendige Kraft nennt man Bruchkraft. Die Prüfergebnisse sind ähnlich dem eines Zugversuches, allerdings weichen die Formeln je nach Aufbau bzw. Art des Biegeversuches davon ab.

2-Punkt-Biegeversuch

Beim 2-Punkt-Biegeversuch wird die Prüfprobe an einem Ende eingespannt und auf der freiliegenden Seite mit einem Prüfstempel belastet. Der Biegemodul berechnet sich bei einer Flachprobe wie folgt:

$E = \frac{4 l_{\rm v}^3 (X_{\rm H} - X_{\rm L})}{D_{\rm L} b a^3}$

• E: Biegemodul in kN/mm²
• l_v: Stützweite in mm
• X_H: Ende der Biegemodulermittlung in kN
• X_L: Beginn der Biegemodulermittlung in kN
• D_L: Durchbiegung in mm zwischen X_H und X_L
• b: Probenbreite in mm
• a: Probendicke in mm

3-Punkt Biegeversuch

Prüfeinrichtung für den 3-Punkt Biegeversuch

Beim 3-Punkt-Biegeversuch wird die Prüfprobe auf 2 Auflagen positioniert und in der Mitte mit einem Prüfstempel belastet. Dies ist wahrscheinlich die am häufigsten verwendete Form des Biegeversuches. Der Biegemodul berechnet sich bei einer Flachprobe wie folgt:

$E = \frac{l_{\rm v}^3 (X_{\rm H} - X_{\rm L})}{4 D_{\rm L} b a^3}$

4-Punktbiegeversuch

Beim 4-Punkt-Biegeversuch wird die Prüfprobe auf 2 Auflagen positioniert und in der Mitte mit einem Prüfstempel mit zwei Druckpunkten belastet.

Der Biegemodul berechnet sich bei einer Flachprobe wie folgt:

$E = \frac{3 l_{\rm A} l_{\rm B}^2 (X_{\rm H} - X_{\rm L})}{4 D_{\rm L} b a^3}$

• l_A: Spannlänge in mm
• l_B: Länge des Bezugsbalkens in mm

Weblink

• Biegeversuch an Kunststoff (animiert)

Norm

• DIN 53452: 1977-04 Biegeversuch (zurückgezogen)
• DIN EN ISO 178: 2006-04 Kunststoffe - Bestimmung der Biegeeigenschaften (ISO 178:2001 + AMD 1:2004); Deutsche Fassung EN ISO 178:2003 + A1:2005