Der Zugversuch ist eine grundlegende Art einer mechanischen Prüfung, die von Ingenieuren und Materialwissenschaftlern in Produktions- und Forschungseinrichtungen weltweit durchgeführt wird. Bei einem Zugversuch (oder einer Zugprüfung) wird eine Kraft auf eine Materialprobe ausgeübt, um die Reaktion des Materials auf Zug- (oder Zieh)-belastung zu messen. Diese Art des Testens gibt Aufschluss über die mechanischen Eigenschaften eines Materials und ermöglicht es Produktdesignern, fundierte Entscheidungen darüber zu treffen, wann, wo und wie ein bestimmtes Material verwendet werden soll.

Warum sollte man einen Zugversuch durchführen?

Zugversuche und Materialcharakterisierung sind für Hersteller und Forscher in allen Branchen von entscheidender Bedeutung. Damit ein Material für ein neues Produkt oder eine neue Anwendung ausgewählt werden kann, müssen die Forscher sicherstellen, dass es den mechanischen Kräften standhält, denen es in seiner Endanwendung ausgesetzt sein wird. So muss beispielsweise Kautschuk für Autoreifen elastisch genug sein, um Unebenheiten der Straßenoberfläche auszugleichen, während chirurgisches Nahtmaterial stark genug sein muss, um lebendes Gewebe zusammenzuhalten. Ferner können Materialien und Produkte über kurze oder lange Zeiträume, durch zyklischen oder wiederholten Gebrauch und unter einer Vielzahl unterschiedlicher Temperatur- und Umweltbedingungen mechanischen Kräften ausgesetzt sein. Autoreifen müssen eine bestimmte Anzahl von Kilometern unter verschiedenen Witterungsbedingungen bewältigen, während chirurgisches Nahtmaterial, auch wenn es nur einmal verwendet wird, eine gleichbleibende Zugfestigkeit über einen ausreichend langen Zeitraum aufweisen muss, damit die Heilung gewährleistet ist. 

Neben ihrer Bedeutung für F&E-Prozesse werden Zugversuche auch von Qualitätssicherungsabteilungen eingesetzt, um sicherzustellen, dass die Chargen des Endprodukts die erforderlichen Spezifikationen für die Zugeigenschaften erfüllen. Dies ist sowohl aus sicherheitstechnischer als auch aus geschäftlicher Sicht wichtig, da fehlerhafte Produkte für den Endverbraucher gefährlich sein können und auch den Herstellern erheblichen Schaden in Form von Produktverzögerungen, Umsatzeinbußen und Rufschädigung zufügen können.

Zugversuche werden auf Universalprüfmaschinen durchgeführt, die auch als Zugmaschinen oder Zugprüfmaschinen bezeichnet werden. Diese Maschinen bestehen aus einem Prüfrahmen mit ein oder zwei Säulen, der mit einer Wägezelle, Prüf-Software, sowie mit anwendungsspezifischen Spannzeugen und Zubehör, wie z. B. Extensometer, ausgestattet sind. Universalprüfmaschinen sind in einer Vielzahl von Kraftkapazitäten erhältlich und können mit verschiedenen Spannvorrichtungen konfiguriert werden, um jedes Produkt, Bauteil oder Material zu testen.

Mit Messung eines Materials oder Produkts in Spannung können Hersteller ein vollständiges Profil ihrer Zugeigenschaften erhalten. In einem Diagramm aufgetragen, ergeben diese Daten eine Belastungs-/Dehnungskurve, die zeigt, wie das Material auf einwirkenden Kräfte reagiert. Während unterschiedliche Normen die Messung unterschiedlicher mechanischer Eigenschaften erfordern, sind der Bruch- oder Fehlerpunkt, Elastizitätsmodul, Streckgrenze und Dehnung in der Regel von größtem Interesse.

Prüfgeräte sind in verschiedenen Größen und Kraftkapazitäten von 0,02 N bis 2.000 kN erhältlich. Die meisten Prüfungen mit geringer Kraft werden an einer elektromechanischen ein- oder zweispaltigen Tischmaschine durchgeführt, während Anwendungen mit höherer Kraft Bodenmodelle erfordern. Instrons Serie 6800 Systeme sind in Leistungsbereichen bis zu 300 kN erhältlich und können eine breite Palette von verschiedenen Testtypen durchführen, einschließlich Zug, Druck, Biegen, Schälen, Reißen, Scheren, Reibung, Torsion, Punktion und vieles mehr. Instrons Industrielle Serien servo-hydraulische Systeme sind für die Prüfung von hochfesten Metallen, Legierungen und fortschrittlichen Verbundwerkstoffen mit noch höherer Kapazität ausgelegt.

Universal-Prüfsysteme mit bis zu 300 kN

Einzel- und Doppelsäulen-Tisch- und Bodenmodell-Prüfsysteme mit einem Kraftkapazitätsbereich von 0,02 N (2 gf) bis 300 kN.

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Industrielle Universal-Prüfsysteme mit bis zu 2.000 kN

Die Industrielle Serien von Instron umfasst Rahmen mit einem oder zwei Prüffeldern und einer Kraftkapazität von 300 kN bis 2.000 kN.

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Im Folgenden finden Sie eine Auflistung einiger der gängigsten internationalen Prüfnormen für Zugversuche.