Was ist Biegebruchfestigkeit?

Die Biegefestigkeit, auch bekannt als Biegefestigkeit oder Querbruchfestigkeit, ist eine Materialeigenschaft, die als die maximale Spannung in einem Material definiert ist, kurz bevor es in einem Biegeversuch nachgibt.

Wenn eine Probe, in der Regel ein Balken oder Stab, gebogen wird, erfährt sie eine Vielzahl von Spannungen über ihre Tiefe. An der Innenseite der Biegung liegt die maximale Druckspannung vor, während an der gegenüberliegenden Seite die maximale Zugspannung herrscht.

Diese inneren und äußeren Ränder der Probe werden als extreme Fasern bezeichnet. Die meisten Materialien versagen unter Zugspannung, bevor sie unter Druckspannung versagen. Die Ursache dafür sind kleine Defekte unterschiedlicher Größe an der Oberfläche, die unter Zugspannung wachsen.

Daher wird der maximale Wert der Zugspannung unter Biegung, bevor der Balken oder Stab versagt, als seine Biegefestigkeit bezeichnet.

Wie wird die Biegefestigkeit gemessen?

Typischerweise werden Materialproben in einem Dreipunkt-Biegeversuch geprüft, bei dem die Last auf die Probe mittig zwischen den beiden Auflagern aufgebracht wird.

Dieser Aufbau erzeugt das größte Biegemoment in der Mitte der Probe, was nicht die beste Darstellung der allgemeinen Leistung des Materials ergibt, da größere Defekte in der Nähe der Auflagepunkte die gemessene Biegefestigkeit nicht beeinflussen.

Um eine bessere Darstellung der tatsächlichen Defektdichte zu ermöglichen, wird ein Vierpunkt-Biegeversuch verwendet, bei dem das maximale Biegemoment über einen größeren Bereich der Probe verteilt wird.

Eine Ring-auf-Ring-Anordnung ist eine Variante der Vierpunkt-Biegeprüfung für Platten oder Scheiben.

Was sind die typischen Werte für die Biegefestigkeit?