Kesme | EUROLAB

Was ist Scherversuch?

Der Schertest ist ein Test, bei dem eine Belastung parallel zu ihrem Querschnitt auf eine Probe ausgeübt wird und gleichzeitig die Scherfestigkeit gemessen wird. Je nach Anwendungsfall kommen Überlappungs-, Stanz- und Stift-Scheren-Anordnungen zum Einsatz.

Zweck von Scherversuch

Der Zweck besteht darin, die maximale Spannung zu bestimmen, die eine Verbindung oder ein Material unter Scherbelastungen tragen kann.

Bei welchen Produkten wird Scherversuch angewendet?

Klebende Überlappungsverbindungen
Plastik levhalar
Niet- und Stiftverbindungen
Geschweißte Überlappungsverbindungen
Verbundverklebte Oberflächen

In welchen Branchen wird Scherversuch eingesetzt?

MetallStahlMaschinenIndustrieausrüstungKunststoffe

Normen zu Scherversuch

ISO 4587
ASTM D1002
ASTM D732
ASTM B565

Prüfbedingungen für Scherversuch

Ladegeschwindigkeit: Konstanter Satz gemäß Standard; typischerweise 1,3 mm/min in ISO 4587
Überlappungslänge: Definiert in der Norm für Klebeprüfungen (ISO 4587: 12,5 mm)
Umfeld: 23 °C ± 2 °C und 50 % ± 5 relative Luftfeuchtigkeit
Aushärtezeit: Der vom Klebstoffhersteller angegebene Aushärtezustand muss erfüllt sein

Prüfgerät für Scherversuch

Universelle Prüfmaschine
Schervorrichtung oder Stanzvorrichtung
Greifbacken
Konditionierungskammer

Probenanforderungen für Scherversuch

Bei einer Überlappungsverbindung werden die beiden Teile mit der in der Norm definierten Überlappung vorbereitet
Die Art der Oberflächenvorbereitung muss protokolliert werden
Im Allgemeinen mindestens fünf Exemplare pro Satz
Die Kleberstärke muss überprüft werden

Dauer von Scherversuch

Der Test pro Probe dauert einige Minuten. Wenn eine Aushärtung des Klebstoffs erforderlich ist, hängt die Gesamtdauer von der Aushärtezeit ab.

Ablauf von Scherversuch

1Die Proben werden gemäß der in der Norm definierten Geometrie vorbereitet und ausgehärtet.
2Die Konditionierung ist abgeschlossen.
3Die Probe wird axial in den Spannzeugen gelagert.
4Die Last wird mit der definierten Geschwindigkeit aufgebracht und die Bruchkraft wird aufgezeichnet.
5Die Art des Versagens (adhäsiv, kohäsiv oder gemischt) wird bestimmt.

Annahmekriterien für Scherversuch

Als Akzeptanzkriterium wird in der Spezifikation eine Mindestscherfestigkeit angegeben. Bei Klebeversuchen kann auch die Art des Versagens ein Kriterium sein.

Auswertung der Ergebnisse

Die Scherfestigkeit wird ermittelt, indem die Versagenskraft durch die Scherfläche dividiert wird. Die Art des Versagens gibt Aufschluss über die Qualität der Bindung und wird im Bericht gesondert angegeben.

Prüfbericht zu Scherversuch

Standard angewendet
Probengeometrie und Überlappungsbereich
Oberflächenvorbereitung und Aushärtungsbedingungen
Bruchkraft und Scherfestigkeit
Art des Scheiterns

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Mekanik Testler — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Scherversuch gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Mechanische Prüfungen messen, wie sich ein Werkstoff oder ein Bauteil unter Krafteinwirkung verhält. Die Familie reicht von statischer Belastung (Zug, Druck, Biegung) über zeitabhängiges Verhalten (Ermüdung, Kriechen) bis zu Härte und Verschleiß sowie Bruchzähigkeit.

Das gemeinsame Merkmal dieser Prüfungen ist, dass das Ergebnis als WERKSTOFFEIGENSCHAFT ausgewiesen wird. Streckgrenze oder Härte sind keine Konformitätsentscheidung; sie sind Zahlenwerte, mit denen Konstruktion und Produktnorm verglichen werden. Mechanische Prüfberichte sind daher meist Eingangsgröße für eine technische Entscheidung und nicht für eine Produktzulassung — Werkstoffauswahl, Sicherheitsfaktor, Lebensdauervorhersage.

Die Unterscheidung zwischen statischem und dynamischem Verhalten ist der Schlüssel zum Verständnis des Bereichs. Ein Bauteil kann unter statischer Last völlig unbelastet erscheinen und dennoch unter wiederholter Belastung brechen; der Ermüdungsbruch tritt bei Spannungen weit unter der Streckgrenze auf und gibt keine Vorwarnung. Bei rotierenden, schwingenden oder zyklisch belasteten Bauteilen ist eine Zugprüfung allein daher kein ausreichender Nachweis.

Die Prüfbedingungen bestimmen das Ergebnis, und dies ist entscheidend für die Lesbarkeit des Berichts: Probengeometrie, Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur, Konditionierung und Einspannanordnung. Derselbe Werkstoff liefert unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Werte. Bei Kunststoffen ist der Geschwindigkeitseffekt sehr ausgeprägt, bei Metallen der Temperatureffekt; bei Verbundwerkstoffen verändert die Probenausrichtung das Ergebnis vollständig.

Härte ist die am häufigsten missbrauchte Messgröße in diesem Bereich. Da sie schnell, nahezu zerstörungsfrei und kostengünstig ist, wird sie oft anstelle der Festigkeit verwendet. Umrechnungstabellen von Härte zu Festigkeit existieren, sind aber NÄHERUNGSWEISE und hängen von der Werkstoffgruppe ab; sie als einziges Beweismittel bei der Werkstoffabnahme zu verwenden, ist falsch.

Der Bereich der Bruchmechanik erfordert eine besondere Kompetenz. Messungen der Bruchzähigkeit und der Ermüdungsrisswachstumsrate ermöglichen es zu berechnen, wie lange eine rissbehaftete Struktur hält; sie sind die Grundlage schadenstoleranter Auslegung in Bereichen wie Druckgeräten, Flugzeugstrukturen und Rohrleitungen.

Methodengruppen in diesem Bereich

Statische Prüfungen
Zug, Druck, Biegung, Scherung und Torsion. Streckgrenze und Zugfestigkeit, Dehnung und Elastizitätsmodul werden ermittelt.
Kerbschlagprüfungen
Charpy- und Izod-Kerbschlagbiegeversuch; das Sprödbruch-Zäh-Übergangsverhalten des Werkstoffs wird temperaturabhängig ermittelt.
Härte
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore und Mikrohärte. Wertvoll für die Tiefe der Oberflächenbehandlung und lokale Festigkeitsunterschiede.
Ermüdung
Kraft- und dehnungsgesteuerte axiale Ermüdung, Biegeermüdung; Wöhlerkurven (S-N) und Dauerfestigkeitsgrenze.
Kriechen und Spannungsrelaxation
Verhalten unter Langzeitbelastung bei hoher Temperatur; entscheidend für Werkstoffe von Kesseln, Turbinen und Druckgeräten.
Bruchmechanik
Ebene-Dehnung-Bruchzähigkeit, J-Integral, CTOD und Ermüdungsrisswachstumsrate.
Verschleiß und Reibung
Taber- und Drehtrommel-Abrasion, Reibungskoeffizientenmessungen.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Die Berechnung der Festigkeit aus der Härte ist näherungsweise; sie kann nicht als alleiniger Nachweis bei der Werkstoffabnahme verwendet werden.
Ausreichende statische Festigkeit belegt nicht die Ermüdungsfestigkeit; ein zyklisch belastetes Bauteil erfordert eine gesonderte Prüfung.
Wird die Prüfgeschwindigkeit und -temperatur nicht angegeben, ist das Ergebnis nicht vergleichbar — insbesondere bei Polymeren und Verbundwerkstoffen.
Ein Prüfkörper und das tatsächliche Bauteil liefern möglicherweise nicht denselben Wert; Formfließrichtung, Bindenähte und Unterschiede in der Oberflächenbehandlung wirken sich alle aus.
Ein für einen Verbundwerkstoff angegebener Festigkeitswert ist ohne Angabe der Probenorientierung bedeutungslos.
Die ASTM- und ISO-Gegenstücke messen dieselbe Größe, verwenden aber unterschiedliche Probengeometrien; die Ergebnisse gelten nicht als direkt gleichwertig.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Konstruktionsverifikation und Werkstoffauswahl
Wareneingangskontrolle und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der mechanischen Anforderungen der Produktnorm
Fehleranalyse, Lebensdauervorhersage und Schadenstoleranzberechnung
Verifizierung von Wärmebehandlungs- und Oberflächenbehandlungsprozessen

Häufige Fragen zu Scherversuch

Warum wird die Fehlerart gemeldet?

Ob der Klebstoff selbst versagt oder sich von der Oberfläche gelöst hat, verändert die Interpretation des Ergebnisses. Eine Ablösung von der Oberfläche weist im Allgemeinen auf ein Problem bei der Oberflächenvorbereitung hin.

Scherversuch