Schlagzugversuch

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Schlagzugversuch, konventioneller

Allgemeines

Das Ziel des konventionellen Schlagzugversuches nach DIN EN ISO 8256 „Kunststoffe – Bestimmung der Schlagzugzähigkeit“ besteht darin, das Verhalten von Prüfkörpern unter verhältnismäßig hoher Schlaggeschwindigkeit zu untersuchen und die Zähigkeit bzw. Sprödigkeit von Folien und Elastomeren zu bewerten [1].

Aussagefähigkeit des Schlagzugversuchs

Prinzipiell eignet sich der Schlagzugversuch (Verwendung ungekerbter Prüfkörper) besonders für die Untersuchung solcher Werkstoffe, für die die Durchführung von Schlagbiegeversuchen und Kerbschlagbiegeversuchen nach Charpy (Dreipunktbiegeanordnung) aufgrund der Prüfkörperbeschaffenheit (Dicke, Flexibilität) ungeeignet ist. Sehr dünne, z. B. aus Folien hergestellte oder sehr flexible Prüfkörper (Elastomerwerkstoffe), können demzufolge einer Schlagbeanspruchung unterworfen und somit ihre Zähigkeitseigenschaften unter schlagartigen Beanspruchungsbedingungen bewertet werden (siehe Schlagbeanspruchung Kunststoffe).

Die Prüfung erfolgt beim Schlagzugversuch mit verhältnismäßig hoher Verformungsgeschwindigkeit (siehe: Prüfgeschwindigkeit). Das Verfahren eignet sich für Prüfkörper, die aus Formmassen, Halbzeugen oder Formteilen hergestellt sind und wird zur Produktions- und Qualitätskontrolle genutzt. Mit dem konventionellen Schlagzugversuch ist es außerdem möglich, das mechanische Anisotropieverhalten zu erfassen, indem Prüfkörper in unterschiedlichen Richtungen aus Prüfplatten oder Bauteilen entnommen und geprüft werden.

Durchführung der Methode

Für die Durchführung derartiger Experimente werden Pendelschlagwerke verwendet (siehe: Schlagbeanspruchung Pendelschlagwerk), die mit den für Schlagzugversuche notwendigen Zusatzausrüstungen wie speziellen Pendelhämmer und Einspannvorrichtungen versehen sind (Beispiel Resil Impactor der Fa. Ceast).

Bild:

Pendelschlagwerk Resil Impactor der Fa. Ceast zur Durchführung von Schlag- und Kerbschlagzugversuchen

Die Abmessungen der Prüfkörper zur Bestimmung der Schlagzugzähigkeit betragen: Länge L = 80 mm und Breite W = 10 mm. Die Prüfkörper zur Bestimmung der Schlagzugzähigkeit sind Schulterstäbe der Länge L = 80, Messlänge l₀ = 30 mm, Stegbreite 10 mm und Schulterbreite 15 mm.

Für die Durchführung von Schlagzugversuchen werden die Prüfkörper mittels fester Klemmvorrichtung auf der einen Seite und Querjocheinspannung auf der anderen Seite innerhalb der Prüfeinrichtung fixiert. Nach dem Auslösen des Pendelhammers aus seiner Auslenkungsposition werden die Prüfkörper in Längsrichtung bis zum Bruch belastet.

Kennwertangabe

Im Ergebnis des Experimentes wird die Schlagarbeit E_c ermittelt und nachfolgend die konventionelle Schlagzugzähigkeit a_tU bestimmt:

$a_{tU}\,=\,{\frac {E_{c}}{b\cdot h}}$

Eine umfassende Literaturanalyse zu der konventionellen Schlagzugzähigkeit a_tN für zahlreiche Kunststoffe ist in [2] enthalten.

Literaturhinweise

[1]	DIN EN ISO 8256 (2022-09): Kunststoffe – Bestimmung der Schlagzugzähigkeit (Entwurf)
[2]	Reincke, K., Grellmann, W.: Tensile-Impact Toughness. In: Grellmann, W., Seidler, S.: Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers. Landolt-Börnstein. Volume VIII/6A3, Springer Verlag, Berlin (2014) S. 236–240, (ISBN 978-3-642-55165-9; siehe AMK-Büchersammlung unter A 16)