Zugfestigkeit

Was ist Zugfestigkeit?

Die Zugfestigkeit ist jene Spannung, welche im Zugversuch aus der maximalen Zugkraft, bezogen auf den Ursprungsquerschnitt der Probe berechnet wird. Das Formelzeichen dieser Zugfestigkeit ist die Kraft pro Fläche. Oft verwendete Maßeinheiten sind hierbei Newton pro Quadratmillimeter oder Megapascal. In einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm kann die ermittelte Zugfestigkeit aus der maximalen Kraft berechnet werden.

Die aus einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm ermittelten Spannungswerte wie Zugfestigkeit und Streckgrenze entsprechen nicht der eigentlichen Spannung im Material. Die Ursache liegt darin, dass bei der Ermittlung der Spannung die jeweilige Zugkraft auf den anfänglichen Querschnitt bezogen ist. Der wahre Querschnitt ist jedoch bei einer Zugprobe geringer als der anfängliche Querschnitt. Bei der elastisch-plastischen Verformung ist die Verformung nach dem Test sicht- und auch messbar.

Das echte Spannungsmaximum entsteht im engeren Einschnürbereich der Probe. In dem Bereich erhöhen sich auch die Verformung und die Verfestigung bis hin zum Bruch. Im instrumentierten Zugversuch wird der Querschnitt der Probe anhaltend gemessen und die Kraft auf den Querschnitt bezogen. Die untersuchten Proben zeigen einen fortdauernden Anstieg der Spannung bis hin zum Bruch. Der auf diese Weise bestimmte Wert ist allerdings nur von begrifflicher Bedeutung.

Die Zugfestigkeit ist somit ein Werkstoffkennwert, welcher nicht nur bei Belastung auf Zug bedeutsam ist. Er sagt außerdem aus, wie stark der Werkstoff maximal belastet werden darf. Wird dieser Wert der überschritten, versagt der belastete Werkstoff. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass sich der Werkstoff schon vor dem Erreichen dieser Zugfestigkeit plastisch verformt.
Für die mechanische Deutung von Konstruktionen und Bauteilen sind der Mindestwert und der gewährleistete Wert dieser Zugfestigkeit relevant. Der Wert wird in erster Linie für die Festigkeitsberechnung genutzt.

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