Die typischen Materialien und Normen, die bei einer Zugprüfung verwendet werden, sind:

• Keramik – ISO 15733, ISO 15490, ISO 17561
• Verbundwerkstoffe – MIL-HDBK-17, ISO 527 (Teile 4 und 5 zu faserverstärkten Kunststoffen)
• Elastomere und Gummi – ASTM D412, ISO 37
• Metalle – ASTM E8 (bei Raumtemperatur), E21 (bei hoher Temperatur), BS EN 10002, ISO 6892
  (bei Umgebungstemperatur), ISO 783 (bei erhöhter Temperatur), ISO 15579 (bei niedriger Temperatur)
• Papier – ASTM D828, ISO 1924 (Teile 1 und 2), ISO 3781
• Kunststoffe – ISO 527, ASTM D638
• Textilien und Garne – ASTM D76, D3822, D2256, D2653, ISO 9073 (Teil 3 zu Vliesstoffen),
  ISO 13934, ISO 13935
• Holz – ISO 9086, 3345, 3346

Die Form der Probe wird in der Regel durch die verwendete Norm oder Spezifikation definiert,
z. B. ASTM E8 oder D638. Ihre Form ist wichtig, da ein Bruch oder Riss innerhalb des Einspannbereichs vermieden werden soll. Daher wurden Normen entwickelt,

um die Form der Probe so festzulegen, dass der Bruch innerhalb der „Messlänge“ erfolgt
(häufig werden 2 Zoll verwendet), indem der Querschnitt oder Durchmesser der Probe
über die gesamte Messlänge reduziert wird. Dies bewirkt eine Erhöhung der Spannung
in der Messlänge, da die Spannung umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche
unter Last ist.

 
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Typische Konfigurationen können wie die 3 nachfolgenden Beispiele aussehen:

Bitte kontaktieren Sie uns für weitere Informationen zu einer spezifischen Konfiguration für Ihr Material und Ihre Norm.

Die Auswahl der Spannzeuge und Spannflächen ist ein sehr wichtiger Faktor. Wenn Sie nicht die richtige
Anordnung wählen, kann Ihre Probe verrutschen oder sogar innerhalb des Einspannbereichs brechen („Backenbruch“).
Dies würde zu ungültigen Ergebnissen führen. Die Spannflächen sollten den gesamten Ansatz oder Bereich,
der eingespannt werden soll, abdecken. Bei der Prüfung von sehr duktilen Materialien sollten Sie keine gezahnten Spannflächen verwenden.
Manchmal mildert das Abdecken der gezahnten Flächen mit Kreppband den Griff ab,
wodurch eine Beschädigung der Probe verhindert wird.

Die vertikale Ausrichtung der Probe ist ein wichtiger Faktor, um Seitenbelastungen oder Biegemomente in der Probe zu vermeiden. Wenn Sie die Probe zuerst in der oberen Einspannvorrichtung montieren und sie dann frei hängen lassen, trägt dies dazu bei, die Ausrichtung für die Prüfung beizubehalten.

Dehnung ist ein Maß dafür, wie stark sich ein Material streckt, bevor es bricht, ausgedrückt als Prozentsatz der ursprünglichen Messlänge. Sie ist ein wichtiger Indikator für die Duktilität eines Materials – seine Fähigkeit, sich plastisch zu verformen, ohne zu brechen. Ein Material mit hoher Dehnung, wie Gummi oder weiche Metalle, wird sich erheblich strecken, bevor es bricht, während ein sprödes Material wie Keramik eine sehr geringe Dehnung aufweist. Die Dehnung ist wichtig, weil sie Ingenieuren und Herstellern hilft vorherzusagen, wie sich ein Material unter realen Belastungsbedingungen verhält, und sicherzustellen, dass es Spannungen aufnehmen kann, ohne plötzlich zu versagen. Sie wird üblicherweise zusammen mit Zugfestigkeit und Streckgrenze als Teil einer vollständigen Zugprüfung angegeben.

Zugfestigkeit, auch als maximale Zugfestigkeit (UTS) bezeichnet, ist die maximale Spannung, die ein Material aushalten kann, bevor es sich einzuschnüren beginnt und schließlich bricht. Die Streckgrenze hingegen ist die Spannung, bei der ein Material beginnt, sich plastisch zu verformen – das heißt, es kehrt nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurück, sobald die Last entfernt wird. In der Praxis ist die Streckgrenze der Schwellenwert, den Ingenieure beim Entwurf von Komponenten verwenden, da ein Überschreiten zu einer dauerhaften Verformung führt. Die Zugfestigkeit stellt die absolute Grenze vor dem Versagen dar. Beide Werte werden aus einer Spannungs-Dehnungs-Kurve ermittelt, die während einer Zugprüfung erstellt wird.

Hersteller müssen sicherstellen, dass die von ihnen verwendeten Materialien für die vorgesehene Anwendung geeignet sind. Beispielsweise muss Reifengummi bestimmte Anforderungen an die Elastizität erfüllen, und Hersteller müssen auch nachweisen, dass sich der Gummi unter einem breiten Temperaturbereich angemessen verhält. Arzneimittelverabreichungssysteme wie Nadeln und Spritzen müssen getestet werden, um sicherzustellen, dass Patienten genaue Dosen erhalten, die mit sicherer Geschwindigkeit verabreicht werden. Die Verbundwerkstoffe, die zum Bau von Flugzeugflügeln verwendet werden, müssen sich bis zu einem gewissen Grad biegen können, ohne zu brechen. Die Metalle, die zum Bau von Strukturen und Brücken verwendet werden, müssen stark genug sein, um die erwarteten Lasten zu tragen. Alle Tasten an Unterhaltungselektronik müssen vor dem Versand an die Kunden getestet werden.

Zugprüfmaschinen werden im Rahmen des F&E-Prozesses zur Entwicklung neuer Materialien und Produkte eingesetzt und werden in Qualitätssicherungslaboren umfassend zur Prüfung von Fertigprodukten verwendet. Sie werden auch in Universitäten und medizinischen Fakultäten eingesetzt, um Studenten über Materialprüfungen zu unterrichten.

Es gibt viele nationale und internationale Normen, die dazu beitragen, Produktsicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Organisationen wie ASTM und ISO definieren Prüfparameter für die Analyse von Rohmaterialien sowie Fertigprodukten, und die Mehrheit dieser Normen erfordert die Verwendung einer Universalprüfmaschine. Medizinprodukte sind besonders stark reguliert und müssen umfangreiche, von der FDA geforderte Prüfungen bestehen, um auf den Markt gebracht werden zu können.

Jede Branche, die Rohmaterialien herstellt oder verwendet, setzt Universal- oder Materialprüfmaschinen ein, um Rohmaterialien wie Kunststoffe, Metalle, Elastomere und Verbundwerkstoffe zu prüfen. Diese Maschinen werden auch zur Prüfung von Fertigprodukten wie Automobilkomponenten, biomedizinischen Geräten und Unterhaltungselektronik eingesetzt.

Zu den gängigen Datenpunkten, die von Universalprüfmaschinen ermittelt werden, gehören Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, Schäl-, Reiß- und Reibungseigenschaften, Biegefestigkeit, Scherfestigkeit usw. Prüfungen können auch nach gängigen Normen wie ASTM D638, ASTM D412, ISO 6892 usw. durchgeführt werden.