Dienstleistungen in der Werkstoffprüfung.
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FAQ.
Das Eindruckverfahren nach DIN SPEC 4864.
Das Eindruckverfahren nach DIN SPEC 4864 eröffnet neue Anwendungen im Bereich der Werkstoffprüfung. Die Vergleichszugfestigkeit RIm und Vergleichsdehngrenze RIp0,2 zum Zugversuch können schnell und einfach geprüft werden. Zudem liefert die lokale Fließkurve als Messergebnis mehr Informationen als die klassische Härteumwertung in die Zugfestigkeit gemäß DIN EN ISO 18265.
Die Grundidee des Eindruckverfahrens ist es, Werkstoffeigenschaften durch den Abgleich von FEM Simulationen an reale Messdaten zu erhalten. Der Vorteil ist, dass bei FEM Simulation Ein- und Ausgangsdaten bekannt sind. Stimmen Simulation und Experiment überein, können die Werkstoffeigenschaften aus der Simulation entnommen werden.
Ablauf des Prüfverfahrens.
- Härteeindruck wird kraftgesteuert in eine Probe gesetzt und im Anschluss dreidimensional vermessen.
- FEM Simulationen mit den gleichen Randbedingungen (Kraft, Aufbringdauer, Prüfkörper) werden solange variiert, bis die Geometrie der Simulation mit der Geometrie der 3D-Vermessung übereinstimmt.
- Das Verfahren konvergiert, wenn eine ausreichende Übereinstimmung zwischen Simulation und Experiment erreicht ist.
- Die Werkstoffkennwerte werden aus der Simulation entnommen, welche mit dem Experiment übereinstimmt.
Was ist das Ergebnis einer Prüfung mit dem Eindruckverfahren?
Das Ergebnis ist eine Fließkurve. Aus dieser Fließkurve werden
- RIp0,2 Vergleichsdehngrenze zum Zugversuch
- RIm Vergleichszugfestigkeit zum Zugversuch
ermittelt.
Wie werden diese Werte ermittelt?
Es handelt sich um einen Softwarealgorithmus, welcher aus der dreidimensionalen Gestalt eines Härteeindrucks Werkstoffkennwerte mithilfe von FEM-Simulationen berechnet.
Handelt es sich um ein mechanisches Prüfverfahren?
Der Prüfeindruck entsteht mechanisch durch einen Prüfkörper, die Auswertung erfolgt optisch durch ein Interferometer und die Berechnung erfolgt digital durch einen Algorithmus.
Wird die ermittelte Zugfestigkeit als technische oder wahre Spannung dargestellt?
Beide Darstellung sind in der Benutzeroberfläche möglich.
Können Kennwerte für die Anisotropie von Werkstoffen bestimmt werden (Umformsimulationen)?
Aktuell können diese Aussagen nur qualitativ getätigt werden.
Beim Eindruckverfahren wird nur ein Punkt geprüft. Wie kann auf das Werkstoffverhalten eines Zugversuchs geschlossen werden?
Die Übertragung von Ergebnissen eines Prüfpunktes auf die Gesamtprobe obliegt grundsätzlich dem Prüfer/Benutzer. Bei der Vielzahl der betrachteten Werkstoffe ist dies grundsätzlich eine zutreffende Betrachtung.
Die folgenden Punkte sind zu beachten:
- Weißt die Probe einen Gradienten in den Werkstoffeigenschaften (bspw. durch Randschichthärten bei Stahl) auf, ergibt sich das Gesamtverhalten aus der Gesamtheit der lokalen Materialeigenschafte
- Einschränkungen bestehen bei Aluminium, wo Sprödbrüche des Materials auftreten. Eine tatsächliche Übereinstimmung in Bezug auf die Zugfestigkeit lässt sich nicht in allen Fällen garantieren. Eine Übertragung auf eine Druckfestigkeit hingegen schon. Hier kommt es drauf an, welche tatsächliche Belastung das Bauteil erfährt
- Textur/Anisotropie: Hier wird ein Mittelwert der richtungsabhängigen Eigenschaften ermittelt