Eingesetzt wird die Zugprüfmaschine bei der Ermittlung physikalischer Werkstoffeigenschaften und bei der Werkstoffprüfung. Es gibt dabei zwei verschiedene Messgrößen. Das sind einmal die Länge und Kraft und die längen Änderung unter einer Kraft, die einwirkend ist. Sie können zusätzlich auch weitere Messgrößen erfassen zum Beispiel die Temperatur. Ebenfalls kann die Zugprüfmaschine auch zur Länge und zur Kraft ins Verhältnis eingesetzt werden. Die Zugprüfmaschine wird nicht nur bei Werkstoffeigenschaften und deren Ermittlung eingesetzt, sondern auch zur Qualitätssicherung und Designvalidierung von Baugruppen, kompletten Produkten und Werkstücken.
Die Zugfestigkeit
Die Ermittlung der Zugfestigkeit ist die älteste und bekanntesten Anwendung einer Zugprüfmaschinen. Heutzutage benutzt man dafür den Begriff Universalprüfmaschine. Die Zugfestigkeit beschreibt die mechanische Zugspannung, pro Flächeneinheitals Kraft. Hierfür nehmen sie die Messeinheit N/mm². Die Zugkraft wird vereinfacht ohne eine Fläche anzugeben. Dies geht aber nur wenn die vergleichbare Proben existieren oder wenn eine Messung erfolgt die vergleichbar ist.
Bruch- und Druckfestigkeit und Haltekraft
Zur Beschreibung von unterschiedlichen Materialeigenschaften wird nicht nur die Zugfestigkeit herangezogen, sondern auch die Bruch- und Druckfestigkeit. Bei Werkstoffen, von denen die Probenkörper nicht gezogen werden, zum Beispiel bei Tabletten oder bei Pellets gilt dies insbesondere. Bei dieser Maschinenart muss man von einer Druck und von einer Zugprüfmaschine sprechen. Bei der Prüfung von duroplastischem Kunststoff mit einer Verstärkung werden zerstörende Biegeversuche eingesetzt.
Die Ermittlung der Haltekraft ist ein weiteres Gebiet wo die Zugprüfmaschine zum Einsatz kommt. Auch bei einer Reibkraft von verschiedenen Verbindungselementen in verschiedenen Anwendungsgebieten wird die Zugprüfmaschine einsetzt. Durch die Kraft und die Größe wird die mechanische Funktion der Elemente bestimmt. Die gemessene Kraft wird in der Erfassung von Haftkraft auf die Zugprüfmaschinen, auf die gegebene Fläche, zum Beispiel die Haftkraft von einem Magneten, oder auf die Linie bezogen, zum Beispiel bei der Haftkraft von Bändern. Die Bezeichnung Schälversuch wird in diesem Zusammenhang oft benutzt.
Der Aufbau der Zugprüfmaschine
Eine Zugprüfmaschine besteht aus einem geschlossenen oder offenen Rahmen, in der eine Traverse mit der Spindel ab und auf gefahren wird. Als 2-Säulen oder 1-Säulen kann der Lastrahmen ausgelegt sein. Durch die Bauart des Gerätes wird die Prüfraumgröße bestimmt. Der Abstand zwischen Führungen ist von dem Kraftbereich sehr abhängig. Aufnehmer auf der Basis DMS werden zur Kraftmessung fast ausschließlich eingesetzt. Das liegt daran, dass sie auch bei quasistatischen und statischen Kräften immer eine hohe und genau Messgenauigkeit aufweisen. Der Kraftaufnehmer befindet sich meistens an der beweglichen Traverse , er kann aber auch an der festen Traverse montiert sein. Damit keine Messfehler entstehen, ist die Krafteinleitung von entscheidender Bedeutung.
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