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Als wichtiger Bestandteil der Prüfung mechanischer Materialeigenschaften spielt die Zugprüfung eine bedeutende Rolle in der industriellen Fertigung, der Materialforschung und -entwicklung usw. Allerdings können einige häufige Fehler die Genauigkeit der Prüfergebnisse erheblich beeinträchtigen. Sind Ihnen diese Details schon aufgefallen?

1. Der Kraftsensor entspricht nicht den Testanforderungen:

Der Kraftsensor ist eine Schlüsselkomponente bei Zugversuchen, daher ist die Wahl des richtigen Kraftsensors entscheidend. Häufige Fehler sind: fehlende Kalibrierung des Kraftsensors, Verwendung eines Sensors mit ungeeignetem Messbereich und Alterung des Sensors, die zum Ausfall führen kann.

Lösung:

Bei der Auswahl des am besten geeigneten Kraftsensors für die jeweilige Probe sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:

1. Reichweite des Kraftsensors:
Bestimmen Sie den erforderlichen Messbereich des Kraftsensors anhand der maximalen und minimalen Kraftwerte, die für Ihre Prüfprobe benötigt werden. Wenn beispielsweise bei Kunststoffproben sowohl Zugfestigkeit als auch Elastizitätsmodul gemessen werden müssen, muss der Kraftbereich dieser beiden Messgrößen umfassend berücksichtigt werden, um den geeigneten Kraftsensor auszuwählen.

2. Genauigkeit und Genauigkeitsbereich:

Gängige Genauigkeitsstufen für Kraftsensoren sind 0,5 und 1. Am Beispiel von 0,5 bedeutet dies in der Regel, dass der maximal zulässige Fehler des Messsystems innerhalb von ±0,5 % des angezeigten Wertes liegt, nicht ±0,5 % des Messbereichsendwertes. Diese Unterscheidung ist wichtig.

Bei einem Kraftsensor mit einer Messkapazität von 100 N beträgt der Fehler bei einer Abweichung von ±0,5 % vom angezeigten Wert beispielsweise ±0,005 N, während eine Abweichung von ±0,5 % vom Skalenendwert ±0,5 N entspricht.
Genauigkeit bedeutet nicht, dass der gesamte Bereich die gleiche Genauigkeit aufweist. Es muss eine Untergrenze geben. Diese hängt derzeit vom jeweiligen Genauigkeitsbereich ab.
Anhand verschiedener Testsysteme lässt sich zeigen, dass die Kraftsensoren der Serien UP2001 und UP-2003 eine Genauigkeit von 0,5 vom Skalenendwert bis zu 1/1000 des Skalenendwerts erreichen können.

Die Vorrichtung ist ungeeignet oder die Bedienung ist fehlerhaft:
Die Vorrichtung verbindet den Kraftsensor mit der Probe. Die Wahl der Vorrichtung beeinflusst direkt die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Zugversuchs. Zu den häufigsten Problemen, die durch ungeeignete Vorrichtungen oder Bedienungsfehler verursacht werden, zählen das Verrutschen oder Brechen der Spannbacken.

Ausrutschen:

Das offensichtlichste Anzeichen für ein Verrutschen der Probe ist das Herausfallen aus der Vorrichtung oder eine ungewöhnliche Kraftschwankung im Kurvenverlauf. Zusätzlich kann man dies auch beurteilen, indem man vor dem Test eine Markierung nahe der Einspannstelle anbringt. Dabei ist zu prüfen, ob die Markierungslinie weit von der Einspannfläche entfernt ist oder ob sich an der Zahnmarkierung der Probeneinspannstelle Schleifspuren befinden.

Lösung:

Wenn ein Verrutschen festgestellt wird, ist zunächst zu prüfen, ob die manuelle Klemme beim Einspannen der Probe fest angezogen ist, ob der Luftdruck der pneumatischen Klemme ausreichend hoch ist und ob die Klemmlänge der Probe ausreichend ist.
Wenn der Betrieb problemlos funktioniert, prüfen Sie, ob die Klemme bzw. die Klemmfläche geeignet ist. Beispielsweise sollten Metallplatten mit geriffelten statt glatten Klemmflächen geprüft werden, und Gummi mit starker Verformung sollte mit selbstsichernden oder pneumatischen Klemmen anstelle von manuellen Flachdrückklemmen fixiert werden.

Kiefer brechen:
Lösung:

Die Probenbacken brechen, wie der Name schon sagt, an der Einspannstelle. Ähnlich wie beim Abrutschen muss geprüft werden, ob der Einspanndruck auf die Probe zu hoch ist, ob die Klemme oder die Backenfläche geeignet gewählt ist usw.
Bei einem Seilzugversuch beispielsweise führt zu hoher Luftdruck dazu, dass die Probe an den Spannbacken bricht, was eine geringe Festigkeit und Dehnung zur Folge hat; bei Folienprüfungen sollten gummibeschichtete Spannbacken oder Drahtkontaktspannbacken anstelle von gezahnten Spannbacken verwendet werden, um eine Beschädigung der Probe und ein vorzeitiges Versagen der Folie zu vermeiden.

3. Fehlausrichtung der Lastkette:

Die Ausrichtung der Lastkette lässt sich einfach dadurch beschreiben, ob die Mittellinien von Kraftsensor, Vorrichtung, Adapter und Probe in einer geraden Linie liegen. Bei Zugversuchen führt eine fehlerhafte Ausrichtung der Lastkette dazu, dass die Probe während der Belastung einer zusätzlichen Durchbiegung ausgesetzt ist. Dies verursacht eine ungleichmäßige Kraftverteilung und beeinträchtigt die Aussagekraft der Testergebnisse.

Lösung:

Vor Beginn des Tests muss die Zentrierung der Lastkette (mit Ausnahme der Probe) überprüft und gegebenenfalls angepasst werden. Achten Sie bei jedem Einspannen der Probe auf die Übereinstimmung zwischen dem geometrischen Mittelpunkt der Probe und der Belastungsachse der Lastkette. Sie können eine Spannweite wählen, die der Spannweite der Probe möglichst nahekommt, oder eine Zentriervorrichtung für die Probe verwenden, um die Positionierung zu erleichtern und die Wiederholgenauigkeit des Einspannens zu verbessern.

4. Falsche Auswahl und Bedienung von Dehnungsquellen:

Materialien verformen sich bei Zugversuchen. Häufige Fehler bei der Dehnungsmessung sind die falsche Auswahl der Dehnungsmessquelle, die ungeeignete Auswahl des Extensometers, die unsachgemäße Installation des Extensometers, eine ungenaue Kalibrierung usw.

Lösung:

Die Auswahl der Dehnungsquelle basiert auf der Geometrie der Probe, dem Ausmaß der Verformung und den geforderten Testergebnissen.
Möchte man beispielsweise den Elastizitätsmodul von Kunststoffen und Metallen messen, führt die Messung mittels Balkenverschiebung zu einem zu niedrigen Wert. In diesem Fall müssen die Messlänge der Probe und der erforderliche Messweg berücksichtigt werden, um ein geeignetes Extensometer auszuwählen.

Bei langen Folienstreifen, Seilen und anderen Proben kann die Dehnung mithilfe der Balkenverschiebung gemessen werden. Unabhängig davon, ob ein Balken oder ein Extensometer verwendet wird, ist es sehr wichtig, dass Rahmen und Extensometer vor der Durchführung eines Zugversuchs vermessen werden.

Gleichzeitig ist darauf zu achten, dass der Extensometer korrekt installiert ist. Er darf weder zu locker sitzen, da er sonst während der Prüfung verrutschen könnte, noch zu fest, da die Probe sonst am Extensometerblatt brechen könnte.

5. Unangemessene Abtastfrequenz:

Die Datenerfassungsfrequenz wird oft vernachlässigt. Eine niedrige Abtastfrequenz kann zum Verlust wichtiger Testdaten führen und die Aussagekraft der Ergebnisse beeinträchtigen. Wird beispielsweise die tatsächliche Maximalkraft nicht erfasst, fällt der ermittelte Maximalkraftwert zu niedrig aus. Ist die Abtastfrequenz hingegen zu hoch, kommt es zu einer Überabtastung und damit zu Datenredundanz.

Lösung:

Wählen Sie die geeignete Abtastfrequenz anhand der Prüfanforderungen und Materialeigenschaften. Als Faustregel gilt eine Abtastfrequenz von 50 Hz. Bei sich schnell ändernden Werten sollte jedoch eine höhere Abtastfrequenz zur Datenerfassung verwendet werden.

6. Messfehler bei Abmessungen:

Zu den Fehlern bei der Dimensionsmessung gehören die Nichtmessung der tatsächlichen Probengröße, Positionsfehler, Werkzeugfehler und Fehler bei der Dimensionseingabe.

Lösung:

Bei der Prüfung sollte nicht die Standardprobengröße direkt verwendet werden, sondern es sollten tatsächliche Messungen durchgeführt werden, da die Spannung sonst zu niedrig oder zu hoch sein könnte.

Unterschiedliche Probenarten und Größenbereiche erfordern unterschiedliche Prüfdrücke und Genauigkeiten des Dimensionsmessgeräts.

Bei einem Prüfling müssen häufig die Abmessungen an mehreren Stellen gemessen werden, um den Mittelwert oder den Minimalwert zu ermitteln. Achten Sie besonders auf die korrekte Erfassung, Berechnung und Eingabe der Messwerte, um Fehler zu vermeiden. Es empfiehlt sich, ein automatisches Messgerät zu verwenden. Die gemessenen Abmessungen werden automatisch in die Software eingegeben und statistisch ausgewertet, um Bedienungsfehler zu minimieren und die Prüfeffizienz zu steigern.

7. Softwareeinstellungsfehler:

Nur weil die Hardware in Ordnung ist, bedeutet das nicht, dass das Endergebnis korrekt ist. Die jeweiligen Normen für die verschiedenen Materialien enthalten spezifische Definitionen und Prüfanweisungen für die Testergebnisse.

Die Einstellungen in der Software sollten auf diesen Definitionen und Testprozessanweisungen basieren, wie z. B. Vorladen, Testrate, Auswahl des Berechnungstyps und spezifische Parametereinstellungen.

Neben den oben genannten häufigen Fehlern im Zusammenhang mit dem Testsystem haben auch die Probenvorbereitung, die Testumgebung usw. einen wichtigen Einfluss auf die Zugprüfung und müssen beachtet werden.