Zur Anwendbarkeit des Spaltzugversuchs für die Ermittlung von Zugfestigkeiten

Der zur Ermittlung von Zugfestigkeiten spröder Materialien häufig eingesetzte Spaltzugversuch (Scheibendruckversuch) bietet im Vergleich zum einachsigen Zugversuch experimentelle Vorteile. Gegen den Einsatz des Spaltzugversuchs sprechen jedoch gelegentlich beobachtete Bruchvorgänge, die unzulässigerweise von den Rändern der Scheibe ausgehen und zu einem falschen Zugfestigkeitswert führen. Die Untersuchungen gehen der Frage nach, ob der Spaltzugversuch dennoch als Verfahren geeignet ist, Zugfestigkeiten spröder Materialien zu bestimmen. Dazu wird unter Variation der Lasteinleitungsbedingungen die Spannungsverteilung in belasteten Scheiben sowohl mit analytischen Methoden als auch mit der Methode der Finiten Elemente berechnet und mit Ergebnissen spannungsoptischer Untersuchungen verglichen. Daraus würde das geforderte Versagen im Scheibenmittenbereich zu folgern sein. Zur Überprüfung dieses Befundes wird an Glasscheiben mit hochfrequenzkinematografischen und fraktografischen Methoden de r Versagensablauf im Experiment untersucht. Hierbei wird der Versagensursprung in Stempelnähe am Rand der Scheibe beobachtet. Das zweidimensionale numerische Modell beschreibt somit die Situation im Experiment nur unvollständig. Während es Hinweise darauf gibt, daß bei Materialien höherer Verformbarkeit der Spaltzugversuch erfolgreich eingesetzt werden kann, wird es bei extrem sprödbrechenden Materialien nur schwer gelingen, den Spaltzugversuch zur Bestimmung von Zugfestigkeiten korrekt durchzuführen.