Die proportionale Elastizitätsgrenze ist der Punkt auf einer Spannungs-Dehnungs-Kurve, an dem der lineare, elastische Verformungsbereich in einen nichtlinearen, plastischen Verformungsbereich übergeht. Mit anderen Worten, die proportionale Elastizitätsgrenze bestimmt die größte Spannung, die direkt proportional zur Dehnung ist. Der Übergangspunkt kann durch eine bestimmte prozentuale Änderung der Steigung berechnet werden. Da die proportionale Elastizitätsgrenze von vielen Prüfnormen nicht gefordert wird, wird sie häufiger für Schulungszwecke als in der Praxis von der Materialprüfungsindustrie verwendet.

Wie unterscheidet sich die proportionale Elastizitätsgrenze von der Elastizitätsgrenze?

Die Elastizitätsgrenze ist die größte Spannung, die auf ein Material ausgeübt werden kann, ohne eine plastische (dauerhafte) Verformung zu verursachen. Für viele Materialien ist die Elastizitätsgrenze gleichwertig oder nahezu gleichwertig mit der proportionalen Elastizitätsgrenze. Für andere Materialien, wie z. B. Elastomere, ist die Spannungs-Dehnungs-Beziehung nichtlinear, und das Material befindet sich noch lange nach dem Überschreiten seiner proportionalen Elastizitätsgrenze in seinem elastischen Bereich. Die Elastizitätsgrenze ist im Wesentlichen ein theoretischer Wert, der mit einer Universalprüfmaschine nur schwer zu bestimmen ist und wird daher hauptsächlich für Schulungszwecke und weniger in der Praxis von der Materialprüfungsindustrie verwendet.

Wie unterscheidet sich die proportionale Elastizitätsgrenze von der Streckgrenze?

Ähnlich wie die Elastizitätsgrenze kann auch die Streckgrenze eines Materials jenseits der proportionalen Elastizitätsgrenze des Materials liegen. Im Gegensatz zur Elastizitätsgrenze ist die Streckgrenze auf einer Spannungs-Dehnungs-Kurve durch die ASTM- und ISO-Prüfnormen definiert. Abhängig vom Spannungs-Dehnungs-Verhalten des Materials bei der Streckung wird eine bevorzugte Streckgrenzenberechnung durch die gewählte Norm vorgegeben. So haben beispielsweise die Normen für die Prüfung von Metallen (ASTM E8 oder ISO 6892) eine 0,2%ige Offset-Streckgrenze standardisiert, die es der Metallindustrie ermöglicht, verschiedene Metalle objektiv miteinander zu vergleichen. Die Spannungs-Dehnungs-Kurve unten zeigt den Unterschied zwischen der proportionalen Elastizitätsgrenze (4 % Änderung der Steigung) und dem 0,2 % Offset-Streckgrenzenpunkt bei einer Metallprüfung.