Was ist ein Spannungstest?
Ein Zugtest ist ein mechanischer Test, der misst, wie viel Kraft ein Material aushält, bevor es beim Ziehen reißt oder bricht. Materialien wie Metall, Gummi, Kunststoff oder Fasern können mit einem universellen mechanischen Prüfgerät oder anderen Arten von Zugprüfmaschinen geprüft werden. Die Prüfgeräte können so eingestellt werden, dass die gewünschte Kraft bereitgestellt wird und je nachdem, wie lange das Material darauf einwirkt. Anhand von Diagrammen wird ermittelt, bei welcher Kraft ein Material ausfällt und welche Zugfestigkeit es letztendlich hat und welche Last das Material während des Tests am stärksten belastet.
Zu den Prinzipien, die Wissenschaftlern bei der Interpretation der Ergebnisse eines Spannungstests helfen, gehört das "Hookesche Gesetz", das die Korrelation der Kraft mit der Dehnung eines Materials während eines Tests beschreibt. Der Bereich in einem Diagramm, in dem die beiden Variablen übereinstimmen, wird als linear bezeichnet. Die Materialsteifigkeit, Elastizitätsmodul genannt, ist erkennbar, während das Material nach Belastung seine Integrität beibehält. Das Material verändert sich permanent, wenn es seine Elastizitätsgrenze erreicht, auch wenn die Last weggenommen wird. An diesem Punkt ändert eine grafische Linie die Richtung vom geraden, konsistenten Pfad zu Beginn des Tests.
Die Streckgrenze liegt vor, wenn ein Material während eines Spannungstests unter Last eine gewisse Dehnung zeigt. Die Dehnung kann als Verhältnis der Änderung der Länge während des Tests zu ihrer vorherigen Länge oder als Länge zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Tests gemessen werden. Zugprüfsysteme werden durch Sichern des Materials in der Maschine und Auslösen der Querköpfe in der Maschine zum Ausüben von Kraft betrieben. Die Geschwindigkeit, mit der die Kraft angewendet wird, kann angepasst werden. Manchmal wird auch die Temperatur angepasst, um zu bestimmen, wie das Material auf heiße oder kalte Lasten reagiert.
Wenn ein Material einem Zugtest unterzogen wird, wird es in Proben hergestellt, die die Form von Zylindern oder flachen Platten haben. Drähte und Fasern, die in Form eines Rohres vorliegen, werden in ihrer regulären Form unter Verwendung der entsprechenden Griffe in Zugprüfmaschinen geprüft. Die Materialprüfung wird von Ingenieuren durchgeführt, die ein Material für eine Anwendung auswählen müssen, um die Qualität der Produkte zu überwachen und die Festigkeit der im Bau verwendeten Materialien zu analysieren. Ein Spannungstest hilft Forschern auch festzustellen, wie lange ein Produkt unter bestimmten Bedingungen haltbar ist, bevor es nicht mehr verwendet werden kann.