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Bruchdehnung - Werkstoffkennwert

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Die Bruchdehnung ist ein spezifischer Werkstoffkennwert, der die Verformungsfähigkeit eines Werkstoffs im plastischen Bereich (auch Duktilität genannt) bis zum Bruch kennzeichnet. Bei elastischen Stoffen wird die Bruchdehnung auch als Reißdehnung bezeichnet.

Laut Definition beschreibt die Bruchdehnung die bleibende Längenänderung beim Bruch eines Probestabes, bezogen auf seine Ausgangslänge L0 - wobei die tatsächliche Längenänderung am zerrissenen Probestab gemessen wird. Weil der elastische Anteil der Dehnung unmittelbar nach dem Bruch wieder zurückgeht, setzt sich die Bruchdehnung aus der Gleichmaßdehnung und der sogenannten Einschnürdehnung zusammen. Die Gleichmaßdehnung ist von der Probenlänge unabhängig. Die Einschnürdehnung jedoch, wird in starkem Maße von der Länge des Probestabes bestimmt. Deshalb ist bei der Angabe der Bruchdehnung auch immer gleichzeitig die Angabe der Messlänge erforderlich.

Berechnung der Bruchdehnung A

Die Bruchdehnung berechnen kann man über die in einem Zugversuch festgestellte Längenänderung im Verhältnis zur Ausgangslänge:

Berechnung Bruchdehnung

A – Bruchdehnung (in %)
L0 - Anfangsmesslänge der Probe
∆L - bezogen auf die Anfangslänge bleibende Längenänderung nach erfolgtem Bruch
Lu - Länge nach dem Bruch

Die Bruchdehnung wird immer als prozentualer Wert angegeben. Es handelt sich dabei um die prozentuale Verlängerung des Probestabes im Moment des Bruches, bezogen auf die Ausgangsmesslänge.
Wie bereits erwähnt wurde, handelt es sich hier immer um die plastische (also bleibende) Verformung bzw. Dehnung.

Beispiel: A80Länge = 50% bedeutet: Ein Stab mit einer Messlänge von 80 mm war im Augenblick des Bruches um 40 mm verlängert (gedehnt).

Merke:
L0 wird vor dem Zugversuch festgelegt und durch eindeutig sichtbare Messmarken auf der Probe gekennzeichnet.

Ermittlung der Bruchdehnung in der Praxis

Weil die Einschnürung örtlich begrenzt ist, ist die Bruchdehnung immer von der Anfangslänge abhängig. Für Zugversuche unter Laborbedingungen verwendet man deshalb zumeist sogenannte Proportionalstäbe. Dabei handelt es sich um Proben, bei denen die Anfangsmesslänge L0 und der Ausgangsquerschnitt S0 in einem definierten Verhältnis stehen. Durch dieses Vorgehen wird der Vergleich des Verhaltens verschiedener Materialien problemlos möglich.

Proportionalstab als Flachstab:

Bruchdehnung Proportionalstab

S0 - Ausgangsquerschnitt
L0 - Anfangsmesslänge
k = 5,65 (international gebräuchlicher Wert), Alternative: k = 11,3

Proportionalstab als Rundstab:

Bruchdehnung Rundstab berechnen

k = 5 (international gebräuchlicher Wert), Alternative: k = 10

Bei Rundproben findet zur Angabe der Bruchdehnung zumeist der Index A5 oder A10 Anwendung. Dieser bezieht sich auf das Verhältnis k bei einer Anfangsmesslänge L0 und einem Anfangsdurchmesser d0.

Demnach gilt für den kurzen runden Proportionalstab A5 (L0 = 5 • d0) und für den langen runden Proportionalstab A10 (L0 = 10 • d0).

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