Die Bruchdehnung ist ein Kennwert der Werkstoffwissenschaften, der die bleibende Verlängerung der Zugprobe nach dem Bruch, bezogen auf die Anfangsmesslänge, angibt.[1] Sie charakterisiert die Verformungsfähigkeit bzw. Duktilität eines Werkstoffes und kann, entsprechend dem charakteristischen mechanischen Verhalten der Werkstoffarten, unterschiedlich definiert und auch mit unterschiedlichen Symbolen bzw. Formelzeichen bezeichnet sein (vgl. folgende Kapitel).

Die Bruchdehnung geht nicht in übliche Berechnungsmodelle (z. B. in der Baustatik) ein.

Metallische WerkstoffeBearbeiten

DefinitionBearbeiten

Die Bruchdehnung   ist die bleibende Längenänderung   einer Probe im Zugversuch nach erfolgtem Bruch, bezogen auf die Anfangsmesslänge  :[2]

 

mit

  Länge nach dem Bruch.

Die Anfangsmesslänge wird vor dem Zugversuch durch Messmarken auf der Zugprobe festgelegt.

Die Bruchdehnung wird noch heute gelegentlich mit dem früher gebräuchlichen Symbol   bezeichnet.[3]

ProportionalstäbeBearbeiten

Infolge der örtlich begrenzten Einschnürung ist die Bruchdehnung   abhängig von der Anfangsmesslänge  . Um vergleichbare Werte für die Bruchdehnung zu erhalten, werden für Zugversuche meist Proportionalstäbe verwendet, d. h. Proben, bei denen die Anfangsmesslänge   zum Anfangsquerschnitt in festem Verhältnis steht.

FlachstäbeBearbeiten

 

mit dem Anfangsquerschnitt   in mm2.

Für Flachproben ist ein Wert von   international gebräuchlich. Alternativ kann auch ein Wert von   verwendet werden.

RundstäbeBearbeiten

 

mit dem Anfangsdurchmesser   in mm.

Für Rundproben ist ein Wert von   üblich. Alternativ kann auch ein Wert von   verwendet werden.

Bei Rundproben wird die Bruchdehnung meist mit   oder   angegeben, je nach Wert von  :

  • bei kurzem Proportionalstab:  , es gilt  
  • bei langem Proportionalstab:  , es gilt  

Polymere Werkstoffe (Kunststoffe)Bearbeiten

DefinitionBearbeiten

Die Bruchdehnung   ist der zuletzt aufgezeichnete Dehnungswert, bevor die Spannung auf weniger als oder gleich 10 % der Festigkeit abgefallen ist. Sie wird als Größe der Dimension 1 oder in Prozent (%) angegeben.[4]

Bei Brüchen oberhalb der Streckgrenze wird die nominelle Bruchdehnung   angegeben (t für engl. true). Diese ist der letzte aufgezeichnete nominelle Dehnungswert, bevor ein Spannungsabfall auf weniger als oder gleich 10 % des Festigkeitswerts erfolgt. Die nominelle Dehnung wird anhand der Messwerte zwischen den Einspannklemmen bestimmt.

VielzweckprobekörperBearbeiten

Die Bruchdehnung wird bei polymeren Werkstoffen üblicherweise mittels des Vielzweckprobekörpers bestimmt.[5]

LiteraturBearbeiten

  • Burkhard Heine: Werkstoffprüfung – Ermittlung der Eigenschaften metallischer Werkstoffe. 3. Aufl., Hanser Verlag München, 2015. ISBN 978-3-446-44455-3.
  • Wolfgang Grellmann, Sabine Seidler: Kunststoffprüfung. 3. Aufl., Hanser Verlag München, 2015. ISBN 978-3-446-44350-1.

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehngrenze, Bruchdehnung (abgerufen am 14. September 2018)
  2. EN ISO 6892-1:2016 Metallische Werkstoffe – Zugversuch – Teil 1: Prüfverfahren bei Raumtemperatur.
  3. W. Bickel: Die metallischen Werkstoffe des Maschinenbaus. Springer Verlag Berlin, 1953.
  4. EN ISO 527-1:2012 Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 1: Allgemeine Grundsätze.
  5. EN ISO 3167:2014 Kunststoffe – Vielzweckprobekörper