Biegeversuch

Biegeversuch,

 

Werkstoffprüfung: mechanisches Prüfverfahren zur Bestimmung der Festigkeitskennwerte (Biegefestigkeit, Elastizitätsmodul und Verformbarkeit) von biegesteifen Bauteilen oder Probekörpern aus v. a. spröden Werkstoffen (z. B. Beton, Glas, Holz, Gusseisen und Sintermetall) durch genau definierte Biegebeanspruchung. In einer Biegeprüfmaschine wird ein Muster des zu prüfenden Bauteils oder ein aus dem zu untersuchenden Werkstoff gefertigter, in der Regel zylindrischer Probestab auf zwei im Abstand (Stützweite) l_s befindliche Stützen (meist Rollenauflagen) gelegt und in der Mitte durch eine steigende Last (Kraft F ) bis zum Bruch oder bis zu einer bestimmten Durchbiegung f in der Stabmitte belastet. Bei dieser Biegebeanspruchung wirkt in der Mitte ein Biegemoment M_b, das aus Symmetriegründen gleich dem Produkt aus der halben Kraft und der halben Stützweite als Hebelarm ist: M_b = ¼F · l_s. Aus dem zum Bruch führenden größtmöglichen Biegemoment M_{b max} erhält man rechnerisch die Biegefestigkeit σ _bB, indem man M_{b max} durch das Widerstandsmoment W_b dividiert, das von der Querschnittsform und -fläche abhängt (bei kreisförmigem Querschnitt vom Durchmesser d hat es den Wert W_b = πd³/32). Der Elastizitätsmodul ergibt sich als Quotient aus der Änderung der elastischen Spannung und der zugehörigen Dehnung.

 

Als bruchmechanisches Prüfverfahren zur Bestimmung der Bruchzähigkeit von Werkstoffen werden der Dreipunktbiegeversuch (zwei Probenauflagepunkte, ein Kraftansatzpunkt) oder der Vierpunktbiegeversuch (zwei Probenauflagepunkte, zwei symmetrische Kraftansatzpunkte) mit Biegeproben durchgeführt, die im Unterschied zum mechanischen Biegeversuch angerissen sind.

 

Der Biegeversuch hat auch praktische Bedeutung für die Bestimmung der Verformbarkeit von Blechen, Bändern oder Drähten (Faltversuch, Kerbschlagbiegeversuch).