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Wissen - Mechanik - Elastizitätsmodul

Was ist der Elastizitätsmodul?

Der Elastizitätsmodul „E“ ist eine mechanische Eigenschaft, die die Zug- oder Drucksteifigkeit eines festen Materials bei Krafteinwirkung misst. Sie quantifiziert das Verhältnis zwischen Zug-/Druckspannung σ und axialer Dehnung ε im linear elastischen Bereich eines Materials und wird mit der Formel E = σ ε bestimmt.

Warum ist der Elastizitätsmodul wichtig?

Solange sich die Spannungs-Dehnungs-Kurve eines Materials mit der Linie des Elastizitätsmoduls überschneidet, bleibt die Verformung des Materials reversibel. Bei metallischen Werkstoffen wird häufig eine Toleranz von 0,2 % angewandt. Der Wert Rp0,2% gibt die Spannung an, bei der das Material eine bleibende Verformung von 0,2% beibehält. Jenseits dieses Punktes spricht man von plastischer Verformung, die bis zum Bruch des Materials führen kann.

Das führt uns zu der Frage: An welchem Punkt ist das Material oder ein Bauteil beschädigt?

Das ist so, als würde man sich auf eine Bank setzen, die sich kaum verformt, aber unter der Belastung bricht, oder auf eine Bank, die nicht bricht, sich aber sehr stark verformt, ohne zu brechen. Im ersten Fall spricht man von einem spröden Material, im zweiten Fall von einem duktilen Material.

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Methode

Die Methode zur Messung des Elastizitätsmoduls erfordert die gleichzeitige Messung von Kraft und Dehnung. Hierfür werden Zug- oder Druckprüfungen verwendet, da es leicht möglich ist, eine Probe mit zunehmender Dehnung zu belasten. Hierfür werden Universalprüfmaschinen eingesetzt. Die Kraftmessung erfolgt über Wägezellen, die auf den zu erwartenden Kraftbereich und die Genauigkeit abgestimmt sein sollten. Die Messung der Dehnung kann sehr knifflig werden. Bei weichen Materialien kann es ausreichen, die Traversenbewegung der Prüfmaschine zu messen. Für viele Materialien ist ein Extensometer erforderlich. Die Palette der Dehnungsaufnehmer ist sehr breit. Hier ist es sehr wichtig, das richtige Instrument zu wählen.

Produkte

EXD

Sandner – Diametrale Extensometer

Diametrale Extensometer von Sandner für statische und Ermüdungsprüfungsanwendungen
Axial

Epsilon – Axiale Extensometer

Axiale Extensometer für statische und Ermüdungsprüfungen
EXH

Sandner – Hochtemperaturextensometer

Hochtemperatur-Extensometer von Sandner für statische und Ermüdungsprüfungsanwendungen

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