DE102012025031A1 - Testing method for determination of material parameters such as yield strength, of rod shaped test specimen, involves aligning transverse load perpendicular to loading direction of longitudinal strain or compressive load - Google Patents
Testing method for determination of material parameters such as yield strength, of rod shaped test specimen, involves aligning transverse load perpendicular to loading direction of longitudinal strain or compressive load Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012025031A1 DE102012025031A1 DE201210025031 DE102012025031A DE102012025031A1 DE 102012025031 A1 DE102012025031 A1 DE 102012025031A1 DE 201210025031 DE201210025031 DE 201210025031 DE 102012025031 A DE102012025031 A DE 102012025031A DE 102012025031 A1 DE102012025031 A1 DE 102012025031A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- test specimen
- test
- load
- compressive
- specimen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
- G01N3/04—Chucks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/20—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady bending forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/025—Geometry of the test
- G01N2203/0254—Biaxial, the forces being applied along two normal axes of the specimen
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Testverfahren zur Ermittlung von Werkstoffkennwerten eines Prüfkörpers sowie auf einen zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Prüfkörper.The invention relates to a test method for determining material characteristics of a test specimen and to a test body suitable for carrying out the method.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Werkstoffkennwerte beispielsweise mittels Zugversuchen zu bestimmen. Dabei werden unter anderem der Elastizitätsmodul sowie die Streckgrenzen und ähnliche Werkstoffkennwerte ermittelt. Hieraus ist es dann möglich, ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm oder ein ähnliches Diagramm zu erzeugen, aus welchem sich zur Überprüfung von Werkstoffkennwerten und/oder zum Vergleich derselben, Informationen ergeben. Es ist jedoch auch möglich, das Ermüdungsverhalten von Werkstoffen oder das Kriechverhalten zu bestimmen. Mit ähnlichen Versuchen können auch Alterungserscheinungen des Werkstoffs des Prüfkörpers sowie von Beschichtungen des Prüfkörpers bestimmt werden.From the prior art it is known to determine material parameters, for example by means of tensile tests. Among other things, the modulus of elasticity and the yield strengths and similar material parameters are determined. From this it is then possible to generate a stress-strain diagram or a similar diagram from which information is obtained for checking material characteristics and / or comparing them. However, it is also possible to determine the fatigue behavior of materials or the creep behavior. With similar experiments also aging phenomena of the material of the test specimen as well as coatings of the specimen can be determined.
Bei einem klassischen Zugversuch wird auf den Prüfkörper eine longitudinale Zugbelastung aufgebracht, welche in eine Richtung wirkt. Derartige Zugprüfmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei können zylindrische, rechteckige, quaderförmige oder mit rechteckigem Querschnitt versehene Prüfkörper eingesetzt werden.In a classical tensile test, a longitudinal tensile load is applied to the test specimen, which acts in one direction. Such tensile testing machines are known from the prior art. Cylindrical, rectangular, cuboid or rectangular cross-section test specimens can be used.
In einigen Fällen ist es auch erforderlich, mehrachsige Zug- oder Druckbelastungen auf einen Prüfkörper aufzubringen oder diesen mit Torsionslasten zu beaufschlagen. Hierbei werden beispielsweise kreuzförmige oder hohle Prüfkörper verwendet. Diese Verfahren erfordern jedoch einen hohen apparatetechnischen Aufbau seitens der Prüfmaschine und sind deshalb nur bedingt einsetzbar.In some cases, it is also necessary to apply multiaxial tensile or compressive loads on a test specimen or to apply these to torsional loads. Here, for example, cross-shaped or hollow specimens are used. However, these methods require a high apparatus engineering structure on the part of the testing machine and are therefore only conditionally applicable.
Bei der Prüfung komplexer Strukturen bis hin zur Prüfung seriennaher Bauelemente erweisen sich einachsige longitudinale Zugbelastungen als nicht geeignet, wenn das in der Praxis auftretende Belastungsverhalten des Werkstücks oder Prüfkörpers simuliert werden soll.When testing complex structures up to the testing of near-series components, uniaxial longitudinal tensile loads prove to be unsuitable when simulating the load behavior of the workpiece or test specimen occurring in practice.
Weiterhin kann, abhängig von der Herstellungsweise, der Größe und Geometrie, die Oberflächenbeschaffenheit und Mikrostruktur des Prüfkörpers, und somit die Messergebnisse, beeinflusst werden. Dies gilt insbesondere bei normierten Größen von Prüfkörpern. Somit können die mechanischen Eigenschaften nicht oder nur ungenau bestimmt werden. Aus diesem Grunde sind mehrachsige Prüfmaschinen zur Prüfung größerer Bauteile vielfach nicht geeignet, wenn der zu charakterisierende Bauteilbereich z. B. in Größe und Form stark von den dort notwendigen Prüfkörpern abweicht.Furthermore, depending on the manufacturing method, the size and geometry, the surface texture and microstructure of the specimen, and thus the measurement results can be influenced. This is especially true for normalized sizes of specimens. Thus, the mechanical properties can not or only inaccurately determined. For this reason, multi-axis testing machines for testing larger components are often not suitable if the component to be characterized z. B. differs greatly in size and shape from the necessary there test specimens.
Ein weiterer Nachteile des Standes der Technik ergibt sich daraus, dass mehrachsige Prüfmaschinen sehr kostenintensiv sind und nur für sehr spezielle Anwendungsfälle einsetzbar sind.Another disadvantage of the prior art results from the fact that multi-axis testing machines are very expensive and can be used only for very specific applications.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Testverfahren zur Ermittlung von Werkstoffkennwerten eines Prüfkörpers zu schaffen, welches bei einfacher Ausgestaltung und einfacher, kostengünstiger Anwendbarkeit den Anforderungen gerecht wird. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen Prüfkörper für ein mehrachsiges Testverfahren bereitzustellen.The invention has for its object to provide a test method for determining material characteristics of a test specimen, which meets the requirements with a simple design and simple, cost-effective applicability. The invention is further based on the object to provide a test specimen for a multi-axis test method.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombinationen der unabhängigen Ansprüche gelöst, die jeweiligen Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention the object is achieved by the combination of features of the independent claims, the respective subclaims show further advantageous embodiments of the invention.
Erfindungsgemäß ist hinsichtlich des Testverfahrens somit vorgesehen, einen Prüfkörper einer longitudinalen Zug- oder Druckbelastung zu unterwerfen. Diese kann konstant oder zyklisch ausgebildet sein. Hierfür wird der Prüfkörper an gegenüberliegenden Endbereichen eingespannt und mit der Zug- oder Druckbelastung beaufschlagt.According to the invention, it is thus provided with respect to the test method to subject a test specimen to a longitudinal tensile or compressive load. This can be constant or cyclical. For this purpose, the test specimen is clamped at opposite end regions and subjected to the tensile or compressive load.
Gleichzeitig wird erfindungsgemäß zumindest eine senkrecht zur longitudinalen Zug- oder Druckbelastung ausgerichtete Transversallast auf den Prüfkörper aufgebracht. Diese Transversallast kann erfindungsgemäß konstant oder zeitabhängig oder zyklisch sein. Insbesondere kann die Transversallast als Zug- oder Druckbeanspruchung aufgebracht werden.At the same time, according to the invention, at least one transverse load oriented perpendicularly to the longitudinal tensile or compressive load is applied to the test specimen. According to the invention, this transversal load can be constant or time-dependent or cyclic. In particular, the transverse load can be applied as tensile or compressive stress.
Das erfindungsgemäße Testverfahren zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus.The test method according to the invention is characterized by a number of considerable advantages.
Es ist erfindungsgemäß möglich, bestehende Zugprüfmaschinen zu verwenden, bei denen im einfachsten Fall zusätzliche Maßnahmen zur Aufbringung lokaler Transversallasten direkt am Prüfkörper vorgesehen sein müssen. Es ist deshalb nicht erforderlich, komplexe und teure Spezialmaschinen zu verwenden. Vielmehr kann mit den bestehenden Maschinen und Messeinrichtungen auch eine einfache nicht-proportionale Lastaufbringung zusätzlich realisiert und gemessen werden.It is possible according to the invention to use existing tensile testing machines in which additional measures for applying local transverse loads must be provided directly on the test body in the simplest case. It is therefore not necessary to use complex and expensive special machines. Rather, a simple non-proportional load application can be additionally realized and measured with the existing machines and measuring devices.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Testverfahrens ist es möglich, Bauteile oder Komponenten, die nahe an der Serienreife liegen, zu testen. Es ergeben sich damit nicht die Probleme der Mikrostrukturen, die bei den standardisierten, aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, auftreten. Vielmehr ist es möglich, bestehende Bauelemente hinsichtlich ihres Ermüdungsverhaltens und/oder ihres Kriechverhaltens zu untersuchen.With the aid of the test method according to the invention it is possible to test components or components which are close to series maturity. This does not give rise to the problems of the microstructures which occur in the standardized methods known from the prior art. Rather, it is possible to examine existing components with regard to their fatigue behavior and / or their creep behavior.
Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Testverfahren auch bei unterschiedlichen Temperaturen und somit realitätsnah eingesetzt werden kann. It is understood that the test method according to the invention can also be used at different temperatures and thus close to reality.
Das erfindungsgemäße Testverfahren erlaubt auch die Bestimmung von realistischen Streufaktoren bei Belastungen von Bauelementen und deren Effekt auf die Lebensdauer der einzelnen Komponenten.The test method according to the invention also makes it possible to determine realistic scatter factors for loads on components and their effect on the service life of the individual components.
Durch die mittels des erfindungsgemäßen Testverfahrens durchführbaren Tests ist es möglich, zeitabhängige Veränderungen in Belastungen von Bauelementen, die altersbedingt auftreten, beispielsweise durch Phasenveränderungen oder durch Kriechen, abzuschätzen.By means of the tests which can be carried out by means of the test method according to the invention, it is possible to estimate time-dependent changes in loadings of components which occur due to age, for example due to phase changes or due to creep.
Da das erfindungsgemäße Testverfahren eine realitätsnahe Lastbeaufschlagung des Prüfkörpers ermöglicht, können auch Baustrukturen, beispielsweise Fügeverbindungen mittels Bolzen, Nieten oder Ähnlichem, innerhalb kurzer Zeit getestet oder verifiziert werden. Dabei ist es auch möglich, Lebensdauerbetrachtungen und ähnliche Abschätzungen mittels der einfachen longitudinalen Zug- oder Druckbelastung auf einfachen Zugprüfmaschinen durchzuführen. Dies umfasst auch die Untersuchung von Ermüdungserscheinungen oder Kriechverhalten nicht nur der Bauteile selbst, sondern zusammengesetzter, mehrteiliger Komponenten und/oder deren Beschichtungen.Since the test method according to the invention enables a realistic loading of the test specimen, it is also possible to test or verify building structures, for example joint connections by means of bolts, rivets or the like, within a short time. It is also possible to perform life-time considerations and similar estimates by means of simple longitudinal tensile or compressive loading on simple tensile testing machines. This also includes the investigation of fatigue phenomena or creep behavior not only of the components themselves but of composite, multi-component components and / or their coatings.
Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Prüfkörpers ist vorgesehen, dass dieser an Endbereichen, welche bevorzugterweise gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, Einspannbereiche zur Aufbringung einer longitudinalen Zug- bzw. Druckbelastung aufweist. Derartige Einspannbereiche können so ausgebildet sein, dass sie von Zangen, hydraulischen Vorrichtungen oder Ähnlichem gegriffen werden können. Es ist jedoch auch möglich, Ausnehmungen vorzusehen, oder Einspannelemente, wie etwa Gewindebolzen oder Ähnliches, zu verwenden. Weiterhin ist der erfindungsgemäße Prüfkörper so ausgebildet, dass er in seinem mittleren Bereich zur Aufbringung einer Transversallast mit einem Transversallasteinleitungselement versehen ist oder mit diesem gekoppelt werden kann. Dabei kann erfindungsgemäß das Transversallasteinleitungselement in Form eines Bolzens ausgebildet sein. Dieser weist bevorzugt an seinem freien Ende einen Einspannbereich auf, welcher mit einer Lastaufbringungseinrichtung koppelbar ist und/oder eine sonstige kraft- oder formschlüssige Verbindung vorsieht. Erfindungsgemäß ist es möglich, das Transversallasteinleitungselement entweder an dem Prüfkörper zu befestigen, insbesondere mittels einer kraft- oder formschlüssigen Verbindung, oder so auszubilden, dass es zumindest eine Ausnehmung des Prüfkörpers durchgreift oder als integraler Bestandteil des Prüfkörpers ausgebildet ist. Diese Ausnehmung kann an dem Prüfkörper speziell zu diesem Zwecke ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, vorhandene Ausnehmungen zu verwenden. Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, ein an dem Prüfkörper, sofern dieser ein komplexes Bauteil bildet, bereits vorhandenes Element zur Transversallasteinleitung zu verwenden.With regard to the test specimen according to the invention, it is provided that it has clamping regions for application of a longitudinal tensile or compressive load at end regions, which are preferably arranged opposite one another. Such clamping areas can be designed so that they can be gripped by pliers, hydraulic devices or the like. However, it is also possible to provide recesses, or to use clamping elements, such as threaded bolts or the like. Furthermore, the test body according to the invention is designed so that it is provided in its central region for applying a transverse load with a Transversallasteinleitungselement or can be coupled with this. In this case, according to the invention, the Transversallasteinleitungselement be formed in the form of a bolt. This preferably has at its free end on a clamping area, which is coupled with a load application device and / or provides another non-positive or positive connection. According to the invention, it is possible either to fix the transversal push-in element to the test body, in particular by means of a non-positive or positive connection, or to be such that it passes through at least one recess of the test body or is formed as an integral part of the test body. This recess may be formed on the specimen especially for this purpose, but it is also possible to use existing recesses. In the context of the invention, it is also possible to use an element already present on the test body, if it forms a complex component, for the purpose of transversal load introduction.
Die erfindungsgemäße Transversallast kann, wie erwähnt, konstant oder zyklisch aufgebracht werden, sie kann eine Druck- oder eine Zugbelastung sein. Aus diesem Grunde ist es erfindungsgemäß besonders günstig, wenn das Transversallasteinleitungselement zur Aufbringung von Zug- und/oder Druckkräften auf den Prüfkörper ausgebildet ist.The transverse load according to the invention can, as mentioned, be applied constant or cyclically, it can be a compressive or a tensile load. For this reason, it is inventively particularly advantageous if the Transversallasteinleitungselement is designed for applying tensile and / or compressive forces on the specimen.
Um standardisierte Untersuchungen zu ermöglichen und um unterschiedliche Materialien vergleichen zu können, kann es günstig sein, den Prüfkörper stabförmig auszubilden. Besonders günstig ist es dabei, wenn der Prüfkörper mit einem rechteckigen Grund-Querschnitt versehen ist.In order to enable standardized investigations and to be able to compare different materials, it may be favorable to form the test specimen rod-shaped. It is particularly advantageous if the test specimen is provided with a rectangular basic cross-section.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:In the following the invention will be described by means of embodiments in conjunction with the drawing. Showing:
In den Figuren sind bei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen jeweils gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.In the figures, the same parts are provided with the same reference numerals in different embodiments.
Die
Der Prüfkörper
Das in den
Die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Prüfkörperspecimen
- 22
- longitudinale Zug- oder Druckbelastunglongitudinal tensile or compressive load
- 33
- TransversallastTransversallast
- 44
- Einspannbereichclamping
- 55
- TransversallasteinleitungselementTransversallasteinleitungselement
- 66
- Ausnehmungrecess
- 77
- Gewindebolzenthreaded bolt
- 88th
- Platteplate
- 99
- Abstandshalterspacer
- 1010
- Kopfhead
- 1111
- Beilagscheibewasher
- 1212
- Muttermother
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210025031 DE102012025031A1 (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Testing method for determination of material parameters such as yield strength, of rod shaped test specimen, involves aligning transverse load perpendicular to loading direction of longitudinal strain or compressive load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210025031 DE102012025031A1 (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Testing method for determination of material parameters such as yield strength, of rod shaped test specimen, involves aligning transverse load perpendicular to loading direction of longitudinal strain or compressive load |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012025031A1 true DE102012025031A1 (en) | 2014-07-10 |
Family
ID=51019019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201210025031 Ceased DE102012025031A1 (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Testing method for determination of material parameters such as yield strength, of rod shaped test specimen, involves aligning transverse load perpendicular to loading direction of longitudinal strain or compressive load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012025031A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004054675A1 (en) * | 2004-11-12 | 2006-05-18 | Bayerische Motoren Werke Ag | Welded stud`s position and rigidity testing device for vehicle components, has position testing attachment testing false position of stud, and turning moment testing attachment testing rigidity of welded joint |
DE102005044903A1 (en) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Device and method for load testing a wheelset shaft |
-
2012
- 2012-12-19 DE DE201210025031 patent/DE102012025031A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004054675A1 (en) * | 2004-11-12 | 2006-05-18 | Bayerische Motoren Werke Ag | Welded stud`s position and rigidity testing device for vehicle components, has position testing attachment testing false position of stud, and turning moment testing attachment testing rigidity of welded joint |
DE102005044903A1 (en) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Device and method for load testing a wheelset shaft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010006406A1 (en) | Method for determining quality of joint connection by planar sample body utilized in tensile testing machine, involves moving clamping jaws perpendicular to plane of body in opposite force directions for producing tensile stress | |
CN108195679B (en) | Device for measuring tensile strength of wire rod micro sample and test method | |
DE102011113540B4 (en) | Device for determining the biaxial strain characteristics of a sample | |
DE102014018701B4 (en) | Method and test device | |
DE102012200911B4 (en) | tensioning device | |
DE102010061742A1 (en) | Sample holder for receiving a sample | |
DE102012023566A1 (en) | Method for determining the remaining service life of a railway wheelset by means of test bench tests | |
DE102010052814B4 (en) | Device and method for avoiding instabilities of loaded structures | |
DE102005058582A1 (en) | Clamping arrangement for flat sample from composite materials for determining elastic modulus, transverse elongation number and breaking stress of the composites, comprises two clamping devices for clamping two clamping heads of the sample | |
DE102017121405A1 (en) | Apparatus and method for investigating fracture behavior | |
EP2821771B1 (en) | Testing method | |
DE102012025031A1 (en) | Testing method for determination of material parameters such as yield strength, of rod shaped test specimen, involves aligning transverse load perpendicular to loading direction of longitudinal strain or compressive load | |
DE102014111060A1 (en) | Method for testing the fracture toughness of an adhesive bond to be produced | |
DE10344544B3 (en) | Apparatus for mechanical testing of fiber-reinforced materials to determine pressure characteristic values, has clamping pads at clamping blocks operated by hydraulic cylinders on both workpiece ends | |
DE102016112654B3 (en) | Material sample, method for determining a sample geometry, method for determining a material behavior and / or material properties, stress-strain curve of a material and product | |
DE102014206373B4 (en) | Procedure for determining the clamping force of a riveted joint | |
DE102015203561A1 (en) | Method for testing the damping and vibration properties of adhesive bonds and test setup for carrying out the method | |
DE102014101241A1 (en) | Device for determining bending stresses of locking elements and method for this purpose | |
DE102004048784B4 (en) | Testing device for disc samples | |
EP2312292A1 (en) | Material for traction and HCF tests for testing welding overlays and methods | |
DE19904414C2 (en) | Process for the non-destructive determination of mechanical material properties of components made of metallic materials | |
DE102013113768A1 (en) | Sample, adapter and method for testing the delamination initiation of a fiber composite | |
DE202015004374U1 (en) | Device for tensile test by compression | |
DE20314761U1 (en) | Mechanical material compression test fixture has C shaped clamp blocks on guide rods with test piece held in hydraulically clamped jaws | |
DE102009014530A1 (en) | Test bar for material testing device for linear adjustment of sample restraint, comprises two resistive wire strains, which are applied in test bar |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |