Zugfestigkeit

Zugfestigkeit (Tensile Strength – TS)

Die Zugfestigkeit ist die maximale Belastung, der ein Material bei Dehnung oder Ziehen standhalten kann, bis es versagt oder bricht. Die maximale Belastung, der vulkanisierter duroplastischer Gummi und thermoplastische Elastomere standhalten können, bevor sie versagen, ist die Zugfestigkeit.

Bedeutung

Prüfungen der Zugfestigkeit dienen zur Kontrolle  der Produktqualität und zur Bestimmung der Auswirkungen der chemischen oder Wärmeexposition  auf ein Elastomer. Es ist die Wahrung  der physikalischen Eigenschaften, der hier die meiste Bedeutung zukommt, nicht so sehr die absoluten Zugfestigkeits-  Festigkeits-, Dehnungs- oder Elastizitätsmodulwerte.

Messung der Zugfestigkeit

Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit ist definiert als eine Belastung, die als Bereich von  Kraft pro Einheit  gemessen wird. Normalerweise erfolgt die Prüfung mit einer kleinen Probe mit einem festgelegten Querschnittsbereich vorgenommen. Diese wird mit einem Tensometer unter konstanten Zug (veränderte gemessenen Länge geteilt durch die ursprüngliche gemessene Länge) gesetzt, bis die Probe bricht.

Es gibt drei typische Arten von Zugfestigkeit:

  • Streckgrenze – Die Belastung , der ein Werkstoff ohne dauerhafte Verformung standhalten kann. Hierbei handelt es sich nicht um einen klar definierten Punkt. Die Streckgrenze ist die Belastung, die eine dauerhafte Verformung um 0,2{65978042ddab827e24d1208ef740965169b89304a6a90a044c13af4b9daa7701} der ursprünglichen Maße verursacht.
  • Bruchgrenze – Die maximale Belastung, der ein Werkstoff standhalten kann.
  • Bruchfestigkeit – Die Belastungskoordinate im Spannungs-Dehnungs-Diagramm am Bruchpunkt.

Die Zugfestigkeit (ASTM D412-98a) eines Materials wird anhand einer oder zwei Testmethoden bestimmt, die nicht immer identische Ergebnisse hervorbringen:

Testmethode A

Schulterstäbe – die Prüfkörper sind mittels Spritzguss gefertigt oder aus einer flachen Platte herausgeschnitten, die einen Durchmesser von mindestens1,3 mm (0,05 Zoll) und maximal 3,3 mm (0,13 Zoll) aufweist.

Testmethode B

Schneidringprüfkörper ­ die Prüfkörper sind aus Platten oder Rohren geschnittene Ringe. Für beide Fälle sind die Maße durch die ASTM-Spezifikationen festgelegt.

Berechnung der Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit (TS) eines Werkstoffs wird wie folgt berechnet:

TS = F(BE)/A)

wobei:

  • TS = Zugfestigkeit, Belastung beim Brechen, MPa (lbf/in.2)
  • F(BE) = ausgeübte Kraft beim Brechen, MN (lbf)
  • A = Querschnittsbereich der Probe ohne Belastung, m2(in.2)
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