DE712517C

DE712517C - Dynamische Werkstoffpruefvorrichtung mit einstellbarer und einmalig auf den Pruefkoerper wirkender Belastung

Info

Publication number: DE712517C
Application number: DEST54695D
Authority: DE
Original assignee: OSKAR STOLTERFOHT DIPL ING
Current assignee: OSKAR STOLTERFOHT DIPL ING
Priority date: 1936-04-03
Filing date: 1936-04-03
Publication date: 1941-10-21

Description

Dynamische Werkstoffprüfvorrichtung mit einstellbarer und einmalig auf den Prüfkörper wirkender Belastung Der Unterschied zwischen zerstörender und zerstörungsfreier Prüfung von Bauteilen blesteht in folgendem: Bei der zerstörenden dynamischen Prüfung werden die Proben zerschlagen, und an Hand der Maschinenablesung wird diejenige Arbeit in Kilogrammeter ermittelt, welche zum Zerschlagen der Probe erforderlich war. Bei der zerstörungsfreien Prüfung handelt es sich darum, festzustellen, ob ein Bauteil eine Belastung oder leine Spannung, deren Höhe durch die Bedingungen der spälteren Verwendung des Bauteils gegeben sind, mit Sicherheit ertragen kann.
Demgemäß ist es Shier erforderlich, den Bauteil, auf dynamischem Wege einer entsprechend hohen Spannung auszusetzen. Dieses ist durchführbar, weil die Auswirkung eines Schlages zunächst nur eine elastische Verformung hervorruft und mit dieser Spannungen erzeugt, welche der elastischen Verformung proportional sind. Soll nun eine Zerstörung des Bauteils verhindert werden, so ist der jeweilige Schlag so zu bemessen, daß er die vorgeschriebene Spannung mit der ihr entsprechenden elastischen Verformung gerade herbeizuführen vermag. Es muß in diesem Augenblick die Arbeitsenergie des Gerätes verbraucht sein.
Ist nun ein Bauteil nicht imstande, die vorgesdhriebene Belastung zu tragen, so wird bereits bei einer niederen Belastung eine bleibende Verformung eintreten, und dieses Eintreten einer bleibenden Verformung ist das Kennzeichen für die Unbrauchbarkeit des zu prüfenden Bauteils.
Die bleibende Verformung kann nur durch die Arbeitsenergie des Prüfgerätes herbeigeführt werden. Diese abler ist, wie oben angedeutet, begrenzt entsprechend den elastischen Vorgängen. Ist P die geforderte Höchstbelastung des Bauteils und p die elastische Verlängerung der Proble bei Eintritt der Hödhstlast P, so ist P ½p die Arbeit der jeweiligen elastischen Verformung. welche in einem Prüfstück auftreten soll. Entspredhend dieser Größe ist die Schlagarbeit des Gerätes einzustellen. Trägt nun die Probe nur die Last Q und erleidet sie durch diese eine elastisdie Verlängerung q, so ist Q V2 q die durch die tatsächlich herbeigeführte elastische Verformung verbrauchte Arbeit, und für die bleibende Verformung steht die Arbeit A = p . ½p - Q . ½q zur Verfügung.
Es ist leicht ersichtlich, daß diese Arbeit A fähig ist, eine feststellbare, bleibende Verformung nur dann herbeizuführen, wenn Q stark von P abweicht. Nähert sich aber Q der Größe P, so wird sehr bald der Punkt eintreten, bei welchem die bleibende Verformung nicht mehr feststellbar ist, weil sie zu gering wird. Der Grund hierfür ist die mangelnde Arbeitsenergie des Gerätes infolge der notwendigen Begrenzung derselben. Die Notwendigkeit dieser Begrenzung der Arbeitsenergie für die zerstörungsfreie Prüfung brauchbarer Bauteile und die Notwendigkeit der Erhöhung der für die feststellbare Kennzeichnung des unbrauchbaren Bauteils erforderlichen Arbeitsenergie stehen sich hi.r schroff gegenüber. Dieser naturgegebene Widerspruch ergibt für die angedeutete zerstörungsfreie dynamische Prüfung eine sehr stark heraubgeminderte Empfindlichkeit des Verfahrens. Es ist nur möglich, solche Proben als unbrauchbar festzustellen, deren Tragfähigkeit weit unter dem Sollwert liegt.
Hieraus ergibt sich die Aufgabe, diejenige Arbeitsenergie, welche für die Erkennung und Herbeiführung einer bleibenden Formänderung verfügbar ist, zu erhöhen, ohne die Begrenzung der Arbeit für die zerstörungsfreie Prüfung der guten Bauteile zu verändern.
Der Erfindungsgedanke löst diese Aufgabe dadurch, daß er einen Arbeitssammier leinschaltet. Es ist dieses ein Körper, dessen Elastizitätsgrenze oberhalb der Bruchgrenze des Bauteils liegt, der aber andererseits eine weit stärkere elastische Verlängerung als der zu prüfende Bauteil zuläßt. Ob nun dieser Arbeitssammier die Form einer Spiral- ,oder Blattfeder, eines Bügels, eines entsprechend langen prismatischen Stabes oder ähnlich hat, ist gleichgültig. Ebenso ist es neb1ensächlich, lob dieser Arbeitssammler als gesonderter Körper in Erscheinung tritt oder ein schon an sich vorhandener Teil des Gerätes entsprechend federn, elastisch nachgebend ausgebildet wird. Bei Einschaltung eines solchen Sammlers wird nun eine Vergrößerung der gesamten Arbeitsenergie des Gerätes erforderlich werden, um die notwendige Belastung eines guten Bauteils zu erzielen. War diese ohne Sammler = p . ½p, so wird sie jetz = P . a . ½p sein müssen, wenn (a - T) . p die elastische Verlägerung des Arbeitssammlers durch die Belastung P ist. Vermag nun der zu prüfende Bauteil wiederum nur die Last Q zu tragen. so wird die entsprechende Verlägerung des Arbeitssammlers nur = (a - T) . q und die hierfür verbrauchte Arbeit = Q . (a - T) . ½q. Zuzüglich der für die Verlägerung des Bauteils um q verbrauchten Arbeit wird der Gesamtverbrauch deshalb = Q . a. ½q.
Wird nun bedacht, daß die beginnende bleibende Verformung des Bauteils eine weitere Steigerung der Kraft verhindert. so ergibt sich, daß auch jede weitere elastische Verlängerung des Arbeitssammlers unterbleibt.
Somit verbraucht dieser keine weitere Arbeit, und verbleibt die noch freie Arbeit A = P . a . ½p - Q . a . ½q für die Verformung des Bauteils verfügbar.
Diese Arbeit wird also nicht wie beim Fehlen eines Arbeitssammlers A = P . ½p - Q . ½q, sondern = a (P . ½p - Q . ½q) sein. Das bedeutet, sie kann durch die Wahl der Ausführung des Arbeitssammlers auf ein Mehrfaches ihres ursprünglichen Wertes gesteigert werden, ohne eine Änderung der Belastung des guten Bauteils durch dessen Prüfung herbeizuführen. Mit der Vergrößerung der Verfiormungsarbeit steigt auch deren Sichtbarmachung und somit die Empfindlichkeit des Prüfverfahrens.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H: Dynamische Werkstoffprüfvorrichtung mit einstellbarer und einmalig auf den Prüfkörper wirkender Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Prüfkörper in den Kraftfluß der Last ein nachgiebiges Organ (Arbeitssammler z. B. eine Feder, angeordnet ist, dessen elastische Bewegung bei ieiner den Prüfkörper nur elastisch verformenden Belastung groß gegenüber der dabei auftretenden Verlängerung des Prüfkörpers ist.