Energiebilanz IKBV

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Energiebilanz im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch

Kontrolle der Verformungsenergie

Eine notwendige Voraussetzung für die schwingungstechnisch unverfälschte Erfassung von Schlagkraft-Zeit- bzw. Schlagkraft-Durchbiegungs-Diagrammen und die bruchmechanische Ermittlung von Kennwerten, insbesondere auf der Basis des Beginns der instabilen Rissausbreitung (F_max, f_max) ist die Kontrolle der Energiebilanz.

Im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch (IKBV), muss die vom Pendelhammer für den Bruchvorgang angebotene Schlagenergie A_H größer als das 3fache der vom Prüfkörper verbrauchten Verformungsenergie A_G sein.

$A_{H}>3A_{G}\!$

(1)

Kontrolle der kinetischen Energie

Für die kinetische Energie, die dem Prüfkörper bei einer Schlagbeanspruchung von Kunststoffen erteilt wird, gilt

$X<2\,\%$

(2)

mit

X

Fehlergröße

$X\,=\,{\frac {m_{s}}{m_{p}}}\left({\frac {A_{H}}{A_{G}}}-1\right)$

(3)

mit

ms		Masse des Kerbschlagbiegeprüfkörpers
mp		Masse des Pendelhammers

Energiebilanz

Die Einhaltung der Energiebilanz nach Gl. (1) im IKBV ist eine notwendige Voraussetzung für die Bewertung der Zähigkeit von Kunststoffen und Verbundwerkstoffen mit geometrieunabhängigen (siehe: Geometriekriterium) bruchmechanischen Kenngrößen (siehe: Bruchmechanische Prüfung).

Siehe auch

• Instrumentierter Kerbschlagbiegeversuch
• IKBV Experimentelle Bedingungen
• MPK-Prozedur MPK-IKBV
• IKBV Einfluss Hammergeschwindigkeit

Literaturhinweis

• Grellmann, W.: Zähigkeitsbewertung mit bruchmechanischen Methoden. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2025) 4. Auflage, S. 258/259 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe AMK-Büchersammlung unter A 23)

• Grellmann, W.: Beurteilung der Zähigkeitseigenschaften von Polymerwerkstoffen durch bruchmechanische Kennwerte. Habilitation (1986), Technische Hochschule Leuna-Merseburg, Wiss. Zeitschrift TH Merseburg 28 (1986) H 6, S. 787–788 (Inhaltsverzeichnis, Kurzfassung)

• Grellmann, W., Sommer, J.-P.: Beschreibung der Zähigkeitseigenschaften von Polymerwerkstoffen mit dem J-Integralkonzept. Institut für Mechanik, Berlin und Karl-Marx-Stadt, Fracture Mechanics, Micromechanics and Coupled Fields – (FMC)-Series (1985), Nr. 17, S. 48–72