DE2745244C2 - Method for determining the time dependency of the length of a crack in a test specimen in a fracture test and device for carrying out the method - Google Patents

Method for determining the time dependency of the length of a crack in a test specimen in a fracture test and device for carrying out the method

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DE2745244C2 DE2745244A DE2745244A DE2745244C2 DE 2745244 C2 DE2745244 C2 DE 2745244C2 DE 2745244 A DE2745244 A DE 2745244A DE 2745244 A DE2745244 A DE 2745244A DE 2745244 C2 DE2745244 C2 DE 2745244C2
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    • G01N2203/0067—Fracture or rupture

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of the main claim and to a device to carry out the procedure.

Bei der Untersuchung der Bruchfestigkeit, etwa der Zerreißfestigkeit von Materialien stellt sich häufig die Aufgabe, die Länge des im Probekörpers entstehenden Risses während des ganzen Bruchversuches zu messen. Bei einem vorbekannten Verfahren (Prospekt Sensoren zur Messung von Rißfortpflanzung Vishay-Micro-Masurements Meßtechnik GmbH, DE-AS 20 63 755) wird zu diesem Zweck ein elektrisch leitendes, aber auf einer Seite isoliertes Organ verwendet. Dieses we;ist mehrere, parallel nebeneinander verlaufende, leitende Streifen auf, die mindestens bei ihren beiden Enden alle leitend miteinander verbunden sind. Das Organ wnrd von der Durchführung des eigentlichen BruchversU'Ches derart auf den Probekörper aufgeklebt, daß die Streifen quer über die Linie verlaufen, bei der nachher der Riß entsteht. Das Organ wird auf beiden Seiten der Rißlänge mit einem Meßgerät zur Messung des Widerstandes verbunden. Wenn bei der Durchführung des Bruchversuches im Probekörper ein Riß entsteht, werden auch sukzessive die Streifen des Organs durchgerissen. Bei der Unterbrechung jedes Streifens wird der Widerstand des Organs streifenweise etwas vergrößert Der Widerstand gibt dann ein Maß für die Länge des Risses.
Dieses vorbekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die Rißlänge nur diskontinuierlich gemessen werden kann, wobei die Längenauflösung durch den Abstand zweier benachbarter Streifen bestimmt ist Dieser Abstand kann nicht beliebig klein gemacht werden, da das Organ sonst nicht mehr auf den Probekörper aufgeklebt werden kann, wobei die Längenauflösung durch den Abstand zweier benachbarter Streifen bestimmt ist Dieser Abstand kann nicht beliebig klein gemacht werden, da das Organ sonst nicht mehr auf den Probekörper aufgeklebt werden kann. Die Messung kann daher höchstens mit einer Genauigkeit von einigen Zehntelmillimetern erfolgen. Dies wirkt sich besonders dann störend aus, wenn man die von der Prüfmaschine auf den Probekörper ausgeübte Kraft in Abhängigkeit der Rißlänge steuern will.When investigating the breaking strength, for example the tensile strength of materials, the task often arises of measuring the length of the crack occurring in the test specimen during the entire breaking test. In a previously known method (prospectus sensors for measuring crack propagation Vishay-Micro-Masurements Messtechnik GmbH, DE-AS 20 63 755) an electrically conductive organ, but isolated on one side, is used for this purpose. This we; is on several, parallel, side by side, conductive strips which are all conductively connected to each other at least at their two ends. When the actual fracture test was carried out, the organ was glued to the test specimen in such a way that the strips run across the line at which the crack would subsequently appear. The organ is connected to a measuring device on both sides of the crack length to measure the resistance. If a crack occurs in the test specimen when carrying out the fracture test, the strips of the organ are also successively torn through. When each strip is interrupted, the resistance of the organ is slightly increased in strips. The resistance then gives a measure of the length of the tear.
This known method has the disadvantage that the length of the crack can only be measured discontinuously, the length resolution being determined by the distance between two adjacent strips the length resolution is determined by the distance between two adjacent strips. This distance cannot be made arbitrarily small, since otherwise the organ can no longer be glued to the test specimen. The measurement can therefore be carried out with an accuracy of a few tenths of a millimeter at most. This is particularly troublesome when you want to control the force exerted by the testing machine on the test specimen as a function of the crack length.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche eine kontinuierliche, stetige Messung der Rißlänge ermöglichen.The invention is now based on the object of a generic method according to the preamble of the main claim and to create a device for performing the method, which has a continuous, enable continuous measurement of the crack length.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Verfahrens — und Vorrichtungs-Hauptanspruch gelöst.This object is achieved by the subject matter of the method and device main claim.

Somit wird nach Lehre der Erfindung in überraschend einfacher Weise ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt, durch die eine zeitliche Abhängigkeit der Rißlänge festgestellt werden kann.Thus, according to the teaching of the invention, a method and a device are provided in a surprisingly simple manner provided for carrying out the method, through which a time dependency of the crack length is determined can be.

Die Erfindung soll nun anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert werden. In der Zeichnung zeigt dieThe invention will now be explained with reference to the embodiments shown in the drawing. In the Drawing shows the

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Probekörper und ein auf diesem befestigtes Organ sowie ein schematisch dargestelltes Meßgerät, dieF i g. 1 shows a plan view of a test specimen and an organ fastened thereon, as well as a schematically illustrated one Measuring device, the

F i g. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Spannung zwischen den Meß-Stellen von der Rißlänge, dieF i g. 2 shows a diagram to illustrate the dependency of the voltage between the measuring points of the crack length that

Fig.3 eine Variante eines Organes zur Erzielung eines linearen Zusammenhanges zwischen der Rißlänge und der Spannung, die3 shows a variant of an organ for achieving a linear relationship between the crack length and the stress that

F i g. 4 eine Variante eines Organes, das vier Zungen zum Anschließen des Meßgerätes aufweist, dieF i g. 4 shows a variant of an organ which has four tongues for connecting the measuring device, the

F i g. 5 ein Organ mit einem Meßgerät für ein Verfahren, bei dem der Meß-Strom durch Konstanthaltung des Spannungsabfalls zwischen zwei Stellen des Organes geregelt wird, und dieF i g. 5 an organ with a measuring device for a method in which the measuring current by keeping constant the Voltage drop between two bodies of the organ is regulated, and the

F i g. 6 eine Variante des Organes.
In der F i g. 1 bezeichnet 1 einen beispielsweise metallischen Probekörper. Dieser ist mit einer Kerbe la versehen, die entlang der Symmetrieebene des Probekörpers verläuft und deren inneres Ende sich verjüngt und in eine Kante \b ausläuft. Auf der Fläche Ic des Probekörpers 1 ist ein flächenhaftes Organ 2 befestigt, und zwar aufgeklebt. Das Organ 2 wird durch eine Folie mit zwei Schichten gebildet. Die auf dem Probekörper aufliegende Schicht besteht aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff und weist eine Dicke in der Größe von 0,05 mm auf. Auf der dem Probekörper abgewandten Seite w°ist das Organ 2 eine elektrisch leitende Schicht auf. Diese besteht vorzugsweise aus einem gewalzten Metall mit einem großen spezifischen Widerstand, beispielsweise aus Konstanten, und weist eine Dicke von beispielsweise 0,005 mm auf. Die leitende Schicht wird durch die Kunststoff-Schicht gegen den ProbekörperF i g. 6 a variant of the organ.
In FIG. 1 denotes 1, for example a metallic test specimen. This is provided with a notch la, which runs along the plane of symmetry of the specimen and the inner end of which tapers and ends in an edge \ b . On the surface Ic of the test specimen 1, a planar organ 2 is attached, namely glued on. The organ 2 is formed by a film with two layers. The layer resting on the test specimen consists of an electrically insulating plastic and has a thickness of 0.05 mm. On the side w ° facing away from the specimen, the organ 2 has an electrically conductive layer. This consists preferably of a rolled metal with a high specific resistance, for example of constants, and has a thickness of, for example, 0.005 mm. The conductive layer is through the plastic layer against the specimen

isoliert. Das Organ ist bezüglich der Symmetrieebene 3 symmetrisch, die auch die Symmetrieebene des Probekörpers 1 bildet. Das Organ 2 ist mit einem bezüglich der Symmetrieebene 3 ebenfalls symmetrischen Einschnitt la versehen, dessen inneres Ende sich zu einer Spitze 2b verjüngt. Diese Spitze 2b liegt in der Symmetrieebene 3 und deckt sich mit der Kante \b der Kerbe des Probekörpers. Der sich in der F i g. 1 rechts der Spitze 2b befindende Teil des Organes 2 bildet dessen Meß-Abschnitt 2c. Dieser Meß-Abschnitt 2c bedeckt den bei der Durchführung des Bruchversuches dann vom Riß 4 eingenommenen Bereich der Probekörper-Fläche 1 c vollständig.isolated. The organ is symmetrical with respect to the plane of symmetry 3, which also forms the plane of symmetry of the specimen 1. The body 2 is provided with a with respect to the plane of symmetry 3 is also symmetrical incision la, the inner end tapers to a tip 2b. This tip 2b lies in the plane of symmetry 3 and coincides with the edge \ b of the notch of the test specimen. The one shown in FIG. 1 to the right of the tip 2b located part of the organ 2 forms its measuring section 2c. This measuring portion 2c covers the then occupied in performing the breaking attempt from the crack 4 area of the specimen surface 1 c completely.

Auf den beiden Seiten des Einschnittes 2a ist an der leitenden Schicht des Organes 2 bei je einer Meß-Stelle 5 und 6 ein Leiter 9 bzw. 10 befestigt, etwa angeschweißt oder angelötet. Ferner ist auf jeder Seite des Einschnittes 2a bei einer Speise-Stelle 7 und 8 ein Leiter 11 bzw. 12 leitend mit der leitenden Schicht des Organes 2 verbunden. Die anderen Enden der Leiter 9,10, 11 und 12 sind an ein Meßgerät 13 angeschlossen. Dieses enthält eine Konstant-Stromquelle, um dem Organ 2 über die Leiter 11 und 12 einen konstanten Strom zuzuführen, der entlang einem Strompfad von der Speise-Stelle 7 zur Speise-Stelle 8 oder umgekehrt verläuft. Ferner enthält das Meßgerät Mittel, um die Spannung zwischen den beiden Meß-Stellen 5 und 6 zu messen und entweder anzuzeigen und/oder kontinuierlich zu registrieren. Das Meßgerät kann also etwa ein Milli-Voltmeter oder · einen Spannungs-Schreiber enthalten. Im übrigen kann das Meßgerät natürlich aus räumlich voneinander getrennten Teilgeräten bestehen, von denen etwa das eine die Konstant-Stromquelle und das andere die Mittel zur Spannungsanzeige enthältOn the two sides of the incision 2a , a conductor 9 or 10 is attached to the conductive layer of the organ 2 at a measuring point 5 and 6, for example welded or soldered on. Furthermore, a conductor 11 or 12 is conductively connected to the conductive layer of the organ 2 on each side of the incision 2a at a feed point 7 and 8. The other ends of the conductors 9, 10, 11 and 12 are connected to a measuring device 13. This contains a constant current source in order to supply the organ 2 via the conductors 11 and 12 with a constant current which runs along a current path from the feed point 7 to the feed point 8 or vice versa. The measuring device also contains means for measuring the voltage between the two measuring points 5 and 6 and either displaying and / or continuously registering it. The measuring device can therefore contain a milli-voltmeter or a voltage recorder. In addition, the measuring device can of course consist of spatially separated sub-devices, one of which contains the constant current source and the other the means for voltage display

Für die Durchführung eines Bruchversuches wird zuerst das Organ 2 in der beschriebenen Lage auf den prüfenden Probekörper 1 aufgeklebt. Dann wird der Probekörper 1 an den schematisch dargestellten, mit 14 und 15 bezeichneten Haltern einer Prüfmaschine, etwa einer Zugfestigkeits-Prüfmaschine befestigt Ferner wird das Organ 2 mittels der Leiter 9, 10,11, 12 in der beschriebenen Weise mit dem Meßgerät 13 verbunden. Daraufhin wird der Probekörper 1 mittels der Prüfmaschine mit bei den Haltern 14 und 15 angreifenden Kräften beaufschlagt die durch die Pfeile 16 und 17 angedeutet sind.To carry out a rupture test, the organ 2 is first placed in the position described on the test specimen 1 glued on. Then the test specimen 1 is attached to the schematically illustrated at 14 and 15 designated holders of a testing machine, such as a tensile strength testing machine the organ 2 is connected to the measuring device 13 in the manner described by means of the conductors 9, 10, 11, 12. The test specimen 1 is then subjected to the forces acting on the holders 14 and 15 by means of the testing machine acted upon by the arrows 16 and 17 indicated.

Im Probekörper 1 bildet sich nun ein Riß 4, der bei der Kante ib der Kerbe Xa beginnt und sich im Laufe der Zeit entlang der Symmetrieebene 3 ausdehnt. Der gleiche Riß bildet sich auch im Organ 2. Der von der Konstant-Stromquelle des Meßgerätes 13 erzeugte Meß-Strom fließt dann von der einen Speise-Stelle, etwa der Speise-Stelle 7, entlang einem Strompfad an der Meß-Stelle 5 vorbei um den Riß 4 herum und an der anderen Meß-Stelle 6 vorbei zur Speise-Stelle.A crack 4 now forms in test specimen 1, which begins at the edge ib of the notch Xa and extends over time along the plane of symmetry 3. The same crack also forms in organ 2. The measuring current generated by the constant current source of measuring device 13 then flows from one feed point, for example feed point 7, along a current path past measuring point 5 around the crack 4 and past the other measuring point 6 to the feeding point.

In der leitenden Schicht des Organes 2 entsteht dabei eine flächenhafte Strom- und Potentialverteilung. Gemäß der Theorie der elektrischen Leiter muß dabei die Potentialgleichung von Laplace erfüllt sein, d.h. die Summe der zweiten partiellen Ableitungen des Potentials nach den Ortskoordinaten muß in jedem inneren Punkt verschwinden. Im Bereich des Risses verlaufen die Äquipotentiallinien vom Riß zum Außenrand des Meß-Abschnittes. Die bei den Meß-Stellen 5, 6 beginnenden Äquipotentiallinien verlaufen zum Einschnitt 2a. Man kann diese beiden Äquipotentiallinien, deren Verlauf bei wachsender Rißlänge etwas ändert, als Meß-Äquipotentiallinien bezeichnen. Bei der Messung strömt der gesamte Meß-Strom über die beiden Meß-Äquipotentiallinien um den Riß herum. Wenn nun der Riß im Laufe der Zeit anwächst, nimmt der Widerstand entlang dem Strompfad zwischen den zwei Meß-Stellen 5, 6 oder genauer gesagt, zwischen den zwei Meß-Äquipotentiallinien, stetig mit der Rißlänge zu. Da ein konstanter Meß-Strom zugeführt wird, nimmt auch die Spannung U zwischen den beiden Meß-Stellen proportional zum Widerstand zu.In the conductive layer of the organ 2, a planar current and potential distribution is created. According to the theory of electrical conductors, Laplace's equation of potential must be satisfied, that is, the sum of the second partial derivatives of the potential according to the position coordinates must vanish in every inner point. In the area of the crack, the equipotential lines run from the crack to the outer edge of the measuring section. The equipotential lines beginning at the measuring points 5, 6 run to the incision 2a. These two equipotential lines, the course of which changes somewhat with increasing crack length, can be referred to as measuring equipotential lines. During the measurement, the entire measurement current flows over the two measurement equipotential lines around the crack. If the crack grows over time, the resistance along the current path between the two measuring points 5, 6 or, more precisely, between the two measuring equipotential lines, increases steadily with the crack length. Since a constant measuring current is supplied, the voltage U between the two measuring points also increases proportionally to the resistance.

Die F i g. 2 zeigt die Abhängigkeit der Spannung U zwischen den beiden Meß-Stellen 5 und 6 in Abhängigkeit der Länge 1 des Risses 4. Durch Messen der Spannung kann also die zeitlich zunehmende Länge des Risses 4 kontinuierlich und stetig bestimmt werden. Der Meß-Strom kann beispielsweise in der Größe von etwa 0,1 A liegen. Die Spannung U nimmt dann beispielsweise um etwa 100 mV zu, wenn die Länge des Risses von 0 auf einen vorgegebenen Maximalwert von etwa 5 mm anwächst. Versuche haben gezeigt, daß die Rißlänge ohne weiteres mit einer Genauigkeit von 0,01 mm gemessen werden kann. Es sei noch vermerkt, daß die Rißlänge selbstverständlich nur so lange gemessen werden kann, als der Riß sich im Bereich des Organes 2 befindet und die Rißlänge kleiner als der vorgegebene Maximalwert ist. Die bei der Messung entstehende Wärme wird durch den Probekörper sowie die Umgebungsluft abgeleitet.The F i g. 2 shows the dependence of the voltage U between the two measuring points 5 and 6 as a function of the length 1 of the crack 4. By measuring the voltage, the length of the crack 4, which increases over time, can be determined continuously and steadily. The measuring current can be about 0.1 A, for example. The voltage U then increases, for example, by about 100 mV when the length of the crack increases from 0 to a predetermined maximum value of about 5 mm. Tests have shown that the length of the crack can easily be measured with an accuracy of 0.01 mm. It should also be noted that the length of the crack can of course only be measured as long as the crack is in the region of the organ 2 and the length of the crack is smaller than the specified maximum value. The heat generated during the measurement is dissipated through the test specimen and the ambient air.

Selbstverständlich können Probekörper verschiedener Größe geprüft werden, wobei für diesen Zweck unterschiedlich große Organe vorgesehen werden können. Das Meßgerät ist zweckmäßigerweise mit einem Einstellorgan versehen, das ermöglicht, die Stromstärke entsprechend der Größe des Organes einzustellen.Of course, test specimens of different sizes can be tested, but different for this purpose large organs can be provided. The measuring device is expediently equipped with an adjusting element provided, which allows to adjust the current intensity according to the size of the organ.

Bei der in der F i g. 1 dargestellten Ausführung des Organes 2 nehmen der Widerstand und die Spannung U nicht genau linear mit der Rißlänge 1 zu. Dies ist deshalb der Fall, weil bei zunehmender Rißlänge nicht nur die Länge des Strompfades zunimmt, sondern auch der Querschnitt zwischen dem Ende des Risses und dem rechten Rand des Organes 2 abnimmt In der F i g. 3 ist nun ein Organ 22 ersichtlich, bei dem der Widerstand linear mit der Länge des Risses 24 zunimmt Das Organ 22 ist symmetrisch bezüglich der Symmetrieebene 23 und weist einen Einschnitt 22a auf, der am Grund in eine Spitze 22b ausläuft die in der Symmetrieebene 23 liegt Auf der rechten Seite des Einschnittes 22a befindet sich der Meß-Abschnitt 22c Der Meß-Abschnitt 22c erweitert sich mindestens in einem an die Spitze 22b anschließenden Teilabschnitt gegen dessen dem Einschnitt 22a abgewandten Rand hin. Die Meß-Stellen 15, 16 sowie die davon getrennten Speise-Stellen 17, IS sind links des sich erweiternden Teilabschnittes auf den beiden Seiten des Einschnittes angeordnet Die Spannung bzw. der Widerstand wird also entlang einem Strompfad gemessen, der von der einen Meß-Stelle durch den sich erweiternden Teilabschnitt des Meß-Abschnittes 22c um den Riß 24 herum verläuft Durch geeignete Anpassung des Umrisses des Organes 22 an die Lage der Meß-Stellen 25, 26 und der Speise-Stellen 27, 28 kann, wie bereits erwähnt, erreicht werden, daß der Widerstand entlang dem Strompfad genau linear mit der Rißlänge zunimmt In the case of the FIG. 1, the resistance and the voltage U do not increase precisely linearly with the crack length 1. This is the case because as the crack length increases, not only does the length of the current path increase, but the cross section between the end of the crack and the right edge of the organ 2 also decreases. 3 an organ 22 can now be seen, in which the resistance increases linearly with the length of the crack 24. The organ 22 is symmetrical with respect to the plane of symmetry 23 and has an incision 22a which ends at the base in a tip 22b which lies in the plane of symmetry 23 The measuring section 22c is located on the right-hand side of the incision 22a. The measuring section 22c widens at least in a subsection adjoining the tip 22b towards its edge facing away from the incision 22a. The measuring points 15, 16 and the separate supply points 17, IS are arranged to the left of the widening section on the two sides of the incision runs through the widening section of the measuring section 22c around the crack 24 By suitable adaptation of the outline of the organ 22 to the position of the measuring points 25, 26 and the feeding points 27, 28 can, as already mentioned, be achieved that the resistance along the current path increases precisely linearly with the crack length

Dieses Ziel kann nicht nur durch die in der Fig.3 dargestellte, sondern auch durch andere Ausbildungen des Organes und Anordnungen der Meß- und Speise-Stellen erreicht werden. Beispielsweise können die Meß- und/oder Speise-Stellen auch flächenhaft ausgebildet werden, so daß sie sich etwa über die ganze BreiteThis goal can not only be achieved by the in Fig.3 shown, but also through other formations of the organ and arrangements of the measuring and feeding points can be achieved. For example, the measuring and / or feeding points can also be designed flat so that they are roughly across the entire width

der vom Einschnitt 22a gebildeten Lappen erstrecken. In der leitenden Schicht des Organes 22 ist bei jeder Rißlänge eine bestimmte Potentialverteilung vorhanden, die die bereits erwähnte Differentialgleichung erfüllt. An sich ist es also möglich, die zur Erzielung eines linearen Zusammenhanges erforderliche Gestaltung des Organes 22 rechnerisch zu bestimmen. Ein rein rechnerisches Verfahren ist jedoch relativ aufwendig, so daß man zweckmäßigerweise zuerst rechnerisch eine Näherungslösung bestimmt und den genauen Umriß dann experimentell ermittelt.of the tabs formed by the incision 22a extend. In the conductive layer of the organ 22 is in each Crack length a certain potential distribution exists, which satisfies the differential equation mentioned above. In itself it is therefore possible to design the required to achieve a linear relationship Organ 22 to be determined arithmetically. However, a purely computational method is relatively expensive, so that it is advisable to first calculate an approximate solution and then the exact outline determined experimentally.

Ein linearer Zusammenhang zwischen Rißlänge und Widerstand ist besonders dann vorteilhaft, wenn die zum Widerstand proportionale Spannung U nicht nur zur Anzeige oder Registrierung sondern zusätzlich noch verwendet wird, um die Prüfmaschine zu steuern, was für gewisse Versuche zweckmäßig ist.A linear relationship between crack length and resistance is particularly advantageous when the voltage U , which is proportional to the resistance, is used not only for display or registration but also to control the testing machine, which is useful for certain tests.

In der Fig.4 ist ein Organ 42 ersichtlich, das einen V-förmigen Einschnitt 42a aufweist, dessen Spitze mit 42£> bezeichnet ist. Das Organ 42 weist einen Meß-Abschnitt 42c auf, in dem ein bei der Spitze 426 beginnender Riß 44 vorhanden ist. Das Organ 42 weist auf beiden Längs-Seiten des Meß-Abschnittes 42c je eine Zunge 42c/ sowie eine Zunge 42e auf. Bei den freien Enden der Zungen 42c/befinden sich die Meß-Stellen 45 und 46 und bei den freien Enden die Speise-Stellen 47 und 48. Die Zungen hängen im Bereich des Einschnittes 42a mit dem Meß-Abschnitt 42czusammen. In den Zungen 42c/fließt bei der Messung im Idealfall kein Strom und praktisch nur ein Strom, der im Vergleich zu dem durch die Zunge 42e fließenden Strom vernachlässigbar klein ist. Dementsprechend hat das Potential in den ganzen Zungen 42c/ annähernd den gleichen Wert wie bei derjeingen Stelle des Meß-Strompfades, bei der die Zungen 42c/mit den Zungen 42e zusammenhängen. Das Organ 42 unterscheidet sich vom Organ 2 insbesondere dadurch, daß es so auf den Probekörper aufgeklebt werden kann, daß der Raum zwischen den Haltern 14 und 15 frei bleibt und die Leiter in relativ großem Abstand von den Haltern mit dem Organ verbunden sind.In Figure 4, an organ 42 can be seen, the one V-shaped incision 42a, the tip of which is 42 pounds> is designated. The organ 42 has a measuring section 42c, in which a beginning at the tip 426 Crack 44 is present. The organ 42 has a tongue on each of the two longitudinal sides of the measuring section 42c 42c / and a tongue 42e. At the free ends of the tongues 42c / are the measuring points 45 and 46 and at the free ends the feeding points 47 and 48. The tongues hang in the area of the incision 42a with the Measurement section 42c together. In the tongues 42c / flows ideally no current during the measurement and practically only a current compared to that through the tongue 42e flowing current is negligibly small. Accordingly, it has potential in all of the tongues 42c / approximately the same value as at the point in the measuring current path at which the tongues 42c / with the tongues 42e are related. The organ 42 differs from the organ 2 in particular in that it can be glued to the test specimen in such a way that the space between the holders 14 and 15 remains free and the conductors are connected to the organ at a relatively large distance from the holders.

In der F i g. 5 ist ein Organ 62 mit einem in eine Spitze 62b auslaufenden Einschnitt 62a und einem Meß-Abschnitt 62c ersichtlich. Die Meß-Stellen sind mit 65 und 66 und die Speise-Stellen mit 67 und 68 bezeichnet. Ein Meßgerät 73 ist durch Leiter 69,70,71,72 mit den Meß- bzw. Speise-Stellen verbunden. Das Meßgerät 73 ist ferner durch einen Leiter 74 mit einer Zwischen-Stelle 75 des Organes 62 verbunden. Die letztere befindet sich im Strompfadabschnitt zwischen der Meß-Stelle 65 und der Speise-Stelle 67. Das Meßgerät 73 enthält Regel-Mittel, u—i den Spannungsabfall zwischen der Zwischen-StelleIn FIG. 5 is an organ 62 with an incision 62a ending in a tip 62b and a measuring section 62c can be seen. The measuring points are designated by 65 and 66 and the feeding points by 67 and 68. A Measuring device 73 is connected by conductors 69, 70, 71, 72 to the measuring or feeding places connected. The measuring device 73 is further connected by a conductor 74 with an intermediate point 75 of organ 62 connected. The latter is located in the current path section between the measuring point 65 and the Feed point 67. The measuring device 73 contains control means, u-i the voltage drop between the intermediate point

75 und der Meß-Stelle 65 oder der Speise-Stelle 67 zu erfassen und den Meß-Strom so zu regeln, daß der genannte Spannungsabfall und damit auch der Meß-Strom konstant bleibt. Selbstverständlich kann statt dessen auch der Spannungsabfall zwischen der Zwischen-Stelle75 and the measuring point 65 or the feed point 67 to detect and to regulate the measuring current so that the said The voltage drop and thus also the measuring current remain constant. Of course you can instead also the voltage drop between the intermediate point

76 und einer der Stellen 66 oder 68 erfaßt und als Regelspannung verwendet werden.76 and one of the points 66 or 68 detected and used as a control voltage be used.

Das in der Fig.6 dargestellte Organ 82 ist ähnlich ausgebildet wie das Organ 42, weist jedoch auf jeder Seite des Meß-Abschnittes 82c drei Zungen auf. Deren freie Enden bilden die Meß-Stellen 85, 86, die Speise-Stellen 87,88 und die Zwischen-Stellen 95 und 96. Das Organ 82 kann an ein dem Meßgerät 73 entsprechendes Meßgerät angeschlossen werden.The member 82 shown in Figure 6 is similar designed like the organ 42, but has three tongues on each side of the measuring section 82c. Whose The measuring points 85, 86, the feeding points 87, 88 and the intermediate points 95 and 96 form free ends Organ 82 can be connected to a measuring device corresponding to the measuring device 73.

Es sei noch vermerkt, daß natürlich noch andere Formen der Organe möglich sind und daß man den Widerstand beispielsweise auch dadurch messen könnte, daß man die Spannung zwischen den Meß-Stellen konstant hält und dafür den Meß-Strom mißt.It should be noted that of course other forms of the organs are possible and that one could also measure the resistance, for example, by the fact that the voltage between the measuring points is kept constant and the measuring current is measured for this.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (16)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Bestimmung der Zeitabhängigkeit der Länge eines Risses in einem Probekörper bei einem Bruchversuch, bei dem ein elektrisch leitendes, flächenhaftes Organ derart isoliert am Probekörper befestigt wird, daß es beim Bruchversuch im Bereich des Risses reißt und bei dem der elektrische Widerstand zwischen zwei Meß-Stellen des Organes bestimmt wird, wobei die Meß-Stellen derart gewählt werden, daß ein Meß-Strom zwischen ihnen durch den Bereich des Risses verläuft, so daß der Widerstand in Abhängigkeit der Länge des Risses zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Organ (2, 22, 42, 62, 82) verwendet wird, das einen kompakten, öffnungsfi eien Meß-Abschnitt (2c, 22c, 42c, 62c, 9,2c) aufweist, daß das Organ (2,22,42, 62,82) derart am Probekörper (1) befestigt wird, daß der Meß-Abschnitt (2c, 22c, 42c, 62c, 82c) den Flächenbereich, der beim Bruchversuch vom Riß (4,24, 44) bis zum Ende der Rißlängenmessung eingenommen wird, vollständig bedeckt, so daß der Widerstand mit der Länge des Risses (4, 24, 44) stetig zunimmt, und daß bei zwei zusätzlich zu den Meß-Stellen (5, 6, 25, 26, 45, 46, 65, 66, 85, 86) vorhandenen Speise-Stellen (7,8,27, 28, 47,48, 67,68,87,88) des Organs (2, 22, 42,62, 82) Strom zu- bzw. abgeleitet und bei den Meß-Stellen die sich entlang einem um den Riß (4, 24, 44) herum verlaufenden Strompfad ergebende Potentialdifferenz gemessen wird.1. A method for determining the time dependency of the length of a crack in a test specimen in a fracture test in which an electrically conductive, planar organ is attached to the test specimen in such a way that it tears during the fracture test in the area of the crack and in which the electrical resistance is between two Measuring points of the organ is determined, the measuring points being selected in such a way that a measuring current runs between them through the area of the crack, so that the resistance increases as a function of the length of the crack, characterized in that an organ ( 2, 22, 42, 62, 82) is used, which has a compact, opening-free measuring section (2c, 22c, 42c, 62c, 9,2c) that the organ (2,22,42, 62,82 ) is attached to the test specimen (1) in such a way that the measuring section (2c, 22c, 42c, 62c, 82c) completely covers the surface area that is occupied in the fracture test from the crack (4,24, 44) to the end of the crack length measurement covered so that the resistance with the length d crack (4, 24, 44) is steadily increasing, and that with two feeding points (7, 8,27, 28, 47,48, 67,68,87,88) of the organ (2, 22, 42,62, 82) current is supplied or discharged and at the measuring points which are along a around the crack (4, 24, 44) running around the current path resulting in a potential difference is measured. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Organ verwendet wird, dessen Meß-Abschnitt (2c, 22c, 42c, 62c, 82c) einen Einschnitt (2a, 22a, 42a, 62a; aufweist und daß das Organ derart am Probekörper befestigt wird, daß der sich nachher bildende Riß bei innern Ende des Einschnitts (2a, 22a, 42a, 62a) beginnt und derjenige Abschnitt des Strompfades, über dem die Potentialdifferenz gemessen wird, sich von der einen Seite des Einschnitts (2a, 22a, 42a, 62a; um den Riß (4, 24, 44) herum auf die andere Seite des Einschnitts (2a, 22a, 42a, 62a; erstreckt.2. The method according to claim 1, characterized in that an organ is used whose measuring section (2c, 22c, 42c, 62c, 82c) has an incision (2a, 22a, 42a, 62a; and that the organ in this way on the specimen is attached so that the subsequently forming crack begins at the inner end of the incision (2a, 22a, 42a, 62a) and that section of the current path over which the potential difference is measured extends from one side of the incision (2a, 22a, 42a , 62a; extends around the crack (4, 24, 44) to the other side of the incision (2a, 22a, 42a, 62a;). 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Organ (22) verwendet wird, dessen Meß-Abschnitt (22c) bezüglich einer Symmetrieebene (23) symmetrisch ist und sich mindestens entlang eines Teils der Symmetrieebene (23) gegen sein eines Ende hin erweitert, daß das Organ (22) derart am Probekörper befestigt wird, daß der Riß (24) auf der Symmetrieebene (23) zu liegen kommt und in Richtung der Erweiterung hin anwächst, und daß der Strompfad derart festgelegt wird, daß der gesamte Meß-Strom vom Rißanfang um den Riß (24) herumlaufen muß.3. The method according to claim 2, characterized in that an organ (22) is used whose measuring section (22c) is symmetrical with respect to a plane of symmetry (23) and extends at least along part of the plane of symmetry (23) towards its one end expanded so that the organ (22) is attached to the specimen in such a way that the crack (24) comes to lie on the plane of symmetry (23) and grows in the direction of the expansion, and that the current path is determined in such a way that the entire measurement Current must run around the crack (24) from the beginning of the crack. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß des Meß-Abschnittes (22c) und der Verlauf des Strompfades bezüglich des Risses (24) derart festgelegt und aufeinander abgestimmt werden, daß der Widerstand linear mit der Länge des Risses (24) zunimmt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the outline of the measuring section (22c) and the course of the current path with respect to the crack (24) are determined and coordinated in such a way that the resistance is linear with the length of the Crack (24) increases. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuleitung und -ableitung bei zwei Speise-Stellen (7, 8, 27, 28, 47,48,67,68,87,88) erfolgt, die von den Meß-Stellen (5, 6, 25, 26, 45, 46, 65, 66, 85, 86) örtlich getrennt sind, wobei die Potentialdifferenzmessung und die Stromzuleitung bzw. -ableitung über separate, zum5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the power supply line and derivation at two feed points (7, 8, 27, 28, 47, 48, 67, 68, 87, 88) takes place from the measuring points (5, 6, 25, 26, 45, 46, 65, 66, 85, 86) are spatially separated, with the potential difference measurement and the Power supply or discharge via separate, to Organ führende Leiter (9,10, 11,12, 69, 70, 71, 72)Organ leading heads (9,10, 11,12, 69, 70, 71, 72) erfolgthe follows 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der Meß-Strom zeitlich konstant ist6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring current is temporal is constant 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß in einem Strompfad-Abschnitt zwischen einer Speise-Stelle (67, 87) und der dieser entlang dem Strompfad näheren Meß-Stelle {65,85) der Spannungsabfall im Organ (62,82) gemessen wird und daß dieser Spannungsabfall durch Regeln des Meß-Stromes konstant gehalten wird.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that in a current path section between a feed point (67, 87) and the measuring point closer to it along the current path {65.85) the voltage drop in the organ (62.82) is measured and that this voltage drop is kept constant by regulating the measuring current will. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem zum Befestigen an einer Fläche eines Probekörpers bestimmten, flächenhaften, zerreißbaren, elektrisch leitenden, auf einer Seite isolierten Organ, das einen im Bereich des Risses auf dem Probekörper aufzuliegen bestimmten Meß-Abschnitt aufweist, und einem bei zwei Meß-Stellen des Organes mit diesen verbindbaren Meßgerät zur Bestimmung des elektrischen Wideretandes, dadurch gekennzeichnet, daß der Meß-Abschnitt (2c, 22c, 42c, 62c, 82c) kompakt und öftnungsfrei ist so daß das Organ (2, 22, 42, 62, 82) derart auf dem Probekörper (1) befestigbar ist daß der Meß-Abschnitt (2c, 22c, 42c, 62c, 82c) den nachher vom Riß (4,24,44) eingenommenen Flächenbereich des Probekörpers (1) vollständig bedeckt daß das Organ (2, 22, 42,62, 82) zusätzlich zu den Meß-Stellen (5, 6, 25, 26, 45, 46, 65, 66, 85, 86) noch zwei Speise-Stellen (7, 8, 27, 28, 47, 48, 67, 68, 87, 88) aufweist und daß Mittel (9,10,11,12,13, 69, 70, 71, 72, 73) vorhanden sind, um bei den Speise-Stellen einen Strom zu- bzw. abzuleiten und die sich bei den Meß-Stellen ergebende Potentialdifferenz zu messen. 8. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 7, with a intended for fastening to a surface of a test specimen, planar, tearable, electrically conductive, insulated on one side, which intended to rest on the test specimen in the region of the crack Having measuring section, and a measuring device connectable to these at two measuring points of the organ for determining the electrical resistance, characterized in that the measuring section (2c, 22c, 42c, 62c, 82c) is compact and free of openings so that the Organ (2, 22, 42, 62, 82) can be attached to the test specimen (1) in such a way that the measuring section (2c, 22c, 42c, 62c, 82c) covers the surface area subsequently occupied by the crack (4,24,44) of the specimen (1) completely covers the organ (2, 22, 42, 62, 82) in addition to the measuring points (5, 6, 25, 26, 45, 46, 65, 66, 85, 86) Food places (7, 8, 27, 28, 47, 48, 67, 68, 87, 88) and that means (9,10,11,12,13, 69, 70, 71, 72, 73) are available in order to feed or discharge a current at the supply points and to measure the potential difference resulting at the measuring points. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meß-Abschnitt (2c, 22c, 42c, 62c, 82c) einen Einschnitt (2a, 22a, 42a, 62a) aufweist und daß die Meß-Stellen (5,6,45,46,65,66,85,86) über auf einander abgewandten Seiten des Einschnittes (2a, 22a, 42a, 62a; angeordnete Bereiche des Meß-Abschnitts (2c, 22c, 42c, 62c, 82c; mit dem an das innere Ende des Einschnitts (2a, 22a, 42a, 62a; anschließenden Bereich des Meß-Abschnitts verbunden sind.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the measuring section (2c, 22c, 42c, 62c, 82c) has an incision (2a, 22a, 42a, 62a) and that the measuring points (5,6,45 , 46,65,66,85,86) over opposite sides of the incision (2a, 22a, 42a, 62a; areas of the measuring section (2c, 22c, 42c, 62c, 82c; with the one facing the inner end of the incision (2a, 22a, 42a, 62a; adjoining area of the measuring section are connected. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Meß-Abschnitt (2c, 22c, 42c, 62c, 82c; und dessen Einschnitt (2a, 22a, 42a, 62a) bezüglich einer Symmevrieebene (23) symmetrisch sind und daß sich der Einschnitt zu seinem inneren Ende hin verjüngt und vorzugsweise in eine Spitze (2ö,22ö, 42b, 62b) ausläuft.10. The device according to claim 9, characterized in that the measuring section (2c, 22c, 42c, 62c, 82c; and its incision (2a, 22a, 42a, 62a) are symmetrical with respect to a plane of symmetry (23) and that the Incision tapers towards its inner end and preferably ends in a point (2ö, 22ö, 42b, 62b) . 1;. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet daß der Meß-Abschnitt (22c, 42c, 82c; sich mindestens in einem an den Einschnitt (22a, 42a; anschließenden Teilabschnitt gegen den dem Einschnitt (22a, 42a; abgewandten Rand hin erweitert, wobei der sich erweiternde Teilabschnitt vorzugsweise schon im Bereich des Einschnitts (22a, 42a; beginnt.1;. Device according to claim 9 or 10, characterized characterized in that the measuring section (22c, 42c, 82c; at least in one of the incision (22a, 42a; adjoining partial section widened towards the edge facing away from the incision (22a, 42a; the widening section preferably already in the area of the incision (22a, 42a; begins. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß der Umriß des Meß-Abschnittes (22c; derart beschaffen ist und mit dem Meßgerät verbindbare Leiter bei derart festgelegten Meß-Stellen (25, 26) am Organ (22) befestigt sind, daß der Widerstand des Meß-Abschnittes (22c;12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the outline of the measuring section (22c; is such and with conductors connectable to the measuring device are attached to the member (22) at measuring points (25, 26) established in this way are that the resistance of the measuring section (22c; bei der Rißbildung linear mit der RiSlänge ändertchanges linearly with the length of the crack during crack formation 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis13. Device according to one of claims 8 to 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ (42,82) eine FoDe aus einem elektrisch isolierenden Material und eine auf diesem aufgebrachte, elektrisch leitende, metallische Schicht aufweist und, daß der den Meß-Abschnitt (42c, 82c) bildende Abschnitt der leitenden Schicht über zungenförmige Abschnitte von dieser mit den Meß- und Speise-Stellen (45, 46, 47, 48,85,86, S/, 88) verbunden ist12, characterized in that the organ (42, 82) has a FoDe of an electrically insulating material and an electrically conductive metallic layer applied to it and that the portion of the conductive layer forming the measuring portion (42c, 82c) is connected to the measuring and feeding points (45, 46, 47, 48, 85, 86, S /, 88) of this via tongue-shaped sections 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis14. Device according to one of claims 8 to 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßgerät eine Stromquelle zur Erzeugung eines konstanten Meß-Stromes verwendet wird.13, characterized in that a measuring device Current source is used to generate a constant measuring current. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle durch zwei Leiter (11,12,71,72) mit den Speise-Stellen (7, 8, 27,28,47,48, 67,68,87,88) verbunden ist, daß das Meßgerät (13,73) Mittel zur Spiinnungsmessung aufweist, die durch zwei Leiter (9, IC, 69,70) mit den Meß-Stellen (5, 6, 25, 26, 45, 46, 6fi, 66, 85, 86) des Organes (2, 62) verbunden sind, und daß die Meß-Stellen (5, 6, 25, 26, 45, 46, 65, 66„ 85, 86) von den Speise-Stellen (7,8,27, 28, 47,48, 67, 68,87, 88) örtlich getrennt und bei Stellen des Meß-Abschnitts (2c, 22c, 42c, 62c, 82c,) angeordnet bzw. leitend mit diesem verbunden sind, die sich im Strompfad je zwischen einer Speise-Stelle (7, 8, 27, 28, 47, 48, 67, 68, 87, 88) und dem Bereich befinden, in welchem sich bei einer Messung der Riß bildet.15. Device according to one of claims 8 to 13, characterized in that the power source through two conductors (11,12,71,72) with the feeding places (7, 8, 27,28,47,48, 67,68,87,88) is connected, that the measuring device (13,73) means for spinning measurement has, through two conductors (9, IC, 69,70) with the measuring points (5, 6, 25, 26, 45, 46, 6fi, 66, 85, 86) of the organ (2, 62) are connected, and that the measuring points (5, 6, 25, 26, 45, 46, 65, 66 "85, 86) of the food places (7,8,27, 28, 47,48, 67, 68,87, 88) spatially separated and at points of the measuring section (2c, 22c, 42c, 62c, 82c,) arranged or conductive with connected to this, which are located in the current path between a feed point (7, 8, 27, 28, 47, 48, 67, 68, 87, 88) and the area in which the crack forms during a measurement. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, (dadurch gekennzeichnet daß eine Zwischen-Stelle (75, 95) des Organes (62, 82) potentialmäßig zwischen einer Speise-Stelle (67,87) und der sich entlang des Strompfades näher bei ihr befindenden Meß-Stelle (65,85) angeordnet und durch einen Leiter (74) mit dem Meßgerät (73) verbunden ist und daß diis Meßgerät (73) Mittel aufweist, um den Spannungsabfali zwischen der Zwischen-Stelle (75,95) und der Meß-Stelle (65, 85) oder der Speise-Stelle (67, 87) zu messen und durch Regeln des Stromes auf einem konstanten Wert zu halten.16. The device according to claim 15, (characterized in that an intermediate point (75, 95) of the Organ (62, 82) in terms of potential between a feed point (67, 87) and which is along the current path measuring point closer to it (65.85) arranged and connected by a conductor (74) to the measuring device (73) and that the measuring device (73) has means to reduce the voltage drop between the intermediate point (75.95) and the measuring point (65, 85) or the feed point (67, 87) and by regulating the current on a constant Worth keeping.
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