Extensometer gibt es in Hunderten von Modellen und verschiedenen Technologien, sodass die Auswahl des richtigen Extensometers schwierig sein kann. Es gibt Sonderextensometer für Anwendungen, die nicht bei Umgebungstemperatur erfolgen oder bei denen die Probe eingetaucht wird. Für die präzise Datenerfassung gibt es Laser- und Video-Extensometer. In diesem Leitfaden geht es darum, was bei der Auswahl eines Axial-Extensometers für Anwendungen bei Raumtemperatur zu beachten ist. Wenn Sie vor Beginn einer Prüfung die folgenden Probeneigenschaften kennen, können Sie den besten Extensometer auswählen.
BESTIMMEN DER PROBENMESSLÄNGE
Die meisten Materialproben haben vergrößerte Enden oder Schultern zum Einspannen und einen Messbereich mit einer kleineren Querschnittsfläche. Die Dehnung wird in der Regel über die mittleren 70–80 % des Messbereichs gemessen, sodass die Materialverformung über die gesamte Länge mit einem konstanten Flächenquerschnitt erfolgt. Messlängen für Extensometer zur Messung mit direktem Kontakt reichen in der Regel von 3 mm (0,12 Zoll) bis 100 mm (~4 Zoll), wobei für spezielle Anwendungen wie Bewehrungsstabprüfungen Extensometer mit größeren Messlängen erhältlich sind. Dank der Messlängenerweiterungssätze können durch die Änderung der Messlänge bei vorhandenen Extensometern Dehnungsmessungen mit längeren oder kürzeren Messlängen durchgeführt werden.
BERÜCKSICHTIGUNG DER QUERSCHNITTSFLÄCHE EINER PROBE
Welche Art von Schneiden verwendet wird, hängt davon ab, ob die Probe rund oder flach ist. Gerade Schneiden sind bei vielen Extensometern Standard und werden für die Prüfung runder Prüfkörper empfohlen. Schneiden mit 3-Punkt-Kontakt mit der Probe werden häufig für die Prüfung flacher Prüfkörper verwendet. Sie setzen sich aus einer Schneide mit 1-Punkt-Kontakt und einer Schneide mit 2-Punkt-Kontakt zusammen. Durch den 3-Punkt-Kontakt mit dem Prüfkörper entsteht eine Ebene. Dadurch ist sichergestellt, dass das Extensometer in einer Linie mit der Prüfachse liegt.
EINSCHÄTZEN DES VERFAHRWEGS EINES PRÜFKÖRPERS
Der Messbereich ist der maximale Verfahrweg, über den sich ein Extensometer dehnen und dennoch präzise Ergebnisse liefern kann. Der Messbereich wird entweder durch eine absolute Messung des Abstands oder durch eine relative Messung des Dehnungsbereichs im Vergleich zur Messlänge angegeben. Ein Extensometer mit einer Messlänge von 50 mm hat zum Beispiel einen Messbereich von ±10 % oder ±5 mm. Die meisten Premium-Extensometer zur Messung mit direktem Kontakt sind mit einem Überfahrschutz ausgestattet, der es ermöglicht, dass das Gerät geringfügig über den Nennmessbereich hinaus ausgedehnt werden kann, ohne die Komponenten zu beschädigen.
BERÜCKSICHTIGUNG DER FESTIGKEITSEIGENSCHAFTEN EINES PRÜFKÖRPERS
Die Probe muss so stabil sein, dass sie das Gewicht des Extensometers tragen kann. Die meisten Extensometer zur Messung bei Raumtemperatur werden mit Federn, Gummibändern oder Schnellbefestigungssätzen am Prüfkörper befestigt. Leichte Extensometer können nah am Prüfkörper befestigt werden. Das Gewicht und die Länge des Extensometers erzeugen ein Kippmoment, auf das die untere Schneide reagieren muss. Die untere Schneide dringt in den Probenkörper ein, während die obere Schneide weggezogen wird. Dieses Problem verstärkt sich mit abnehmender Messlänge. Betrachten wir als Nächstes beidseitig geschliffene Schneiden – mit einer symmetrischen Spitze in der Mitte der Schneide. Diese Schneiden halten länger und splittern nicht so leicht wie asymmetrische Varianten. Kostengünstige Extensometer sind oft schwerer und länger und neigen eher dazu, die Probe zu verbiegen oder abzurutschen.
VORHERSAGE, WANN DIE PROBE BRICHT
Wenn die Probe bis zum Bruch belastet werden soll, muss das Extensometer für diese Aufgabe geeignet sein. Viele Extensometer können bis nach dem Bruch auf der Probe verbleiben. Rückschläge bei Brüchen mit hoher Energie können jedoch zur Beschädigung des Extensometers führen. Daher ist zu überlegen, ob das Extensometer vor dem Bruch besser entfernt wird, oder ob bei einer Probe, die mit Wucht bricht, ein berührungsloses Extensometer verwendet wird.
BESTIMMEN DER KALIBRIERUNGSANFORDERUNGEN
Extensometer werden nach dem maximalen Dehnungs-/Verschiebungsfehler im Vergleich zu einem bekannten Standard klassifiziert. In ISO 9513 wird eine Klassenzahl (0.2, 0.5 usw.), in ASTM E83 dagegen ein Klassenbuchstabe (A, B1, B2, C usw.) angegeben. Ein Hauptunterschied zwischen der ASTM- und der ISO-Norm ist die zulässige absolute Messabweichung. So kann beispielsweise ein nach ISO 9513 Klasse 0.5 kalibriertes Extensometer eine relative Messabweichung mit einer Verschiebung von 0,5 % und eine absolute Messabweichung von ±1,5 μm und ein nach ASTM E83 Klasse B1 kalibriertes Extensometer eine relative Messabweichung mit einer Dehnung von 0,5 % und eine absolute Messabweichung von 0,1 mm/mm aufweisen. Weitere Informationen hierzu finden Sie in den ASTM- und ISO-Normen.
Bei den neuen Verbundwerkstoffen, die für Hochtemperaturanwendungen in der Luft- und Raumfahrt entwickelt werden, handelt es sich um Werkstoffe mit geringer Dehnungsfähigkeit und hoher Steifigkeit. Für die Prüfung dieser Materialien sollte die beste verfügbare Extensometer-Klassifizierung verwendet werden. Die Zugprüfung von Polymeren mit hoher Dehnfähigkeit kann mit einer weniger strengen Spezifikation wie ASTM E83 Klasse C durchgeführt werden, bei der die relative Messabweichung bei der prozentualen Dehnung im Vergleich zum gesamten Messbereich des Extensometers sehr gering ist. Häufig wird in den ASTM- oder ISO-Prüfanweisungen die gewünschte Extensometer-Klasse für die Prüfung festgelegt.
