Was ist die Zugfestigkeit und Streckgrenze von Befestigungselementen?

Bei der Auswahl von Verbindungselementen ist es wichtig, Zugfestigkeit und Streckgrenze zu kennen. Diese Eigenschaften geben an, wie viel Kraft ein Verbindungselement aushalten kann, bevor es sich verformt oder bricht. Ob beim Sichern schwerer Lasten oder beim Entwerfen kritischer Strukturen – die Wahl des richtigen Verbindungselements kann Zeit und Geld sparen und potenzielle Ausfälle verhindern. In diesem Artikel erläutern wir diese Konzepte auf anfängerfreundliche Weise, damit Sie fundierte Entscheidungen treffen können.

Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit oder Zugfestigkeit (UTS) ist die maximale Kraft, die ein Befestigungselement aushalten kann, bevor es bricht. Diese Eigenschaft ist ein Schlüsselfaktor bei der Bestimmung der Eignung eines Befestigungselements für Hochleistungsanwendungen, die erheblichen Belastungen ausgesetzt sind. Die Zugfestigkeit wird von der Materialzusammensetzung, der Härte und der Befestigungselementgröße beeinflusst.

Wie bestimmt man die Zugfestigkeit eines Befestigungselements?

Verbindungselemente werden einem Keilzugversuch unterzogen, um die Zugfestigkeit zu messen. So funktioniert es:

• Um die Spannung an der Stelle zu erhöhen, an der Kopf und Körper des Befestigungselements aufeinandertreffen, wird ein Keil unter dem Kopf platziert.
• Es wird Kraft ausgeübt, bis der Verschluss bricht.
• Der Verschluss besteht den Test, wenn er einer Kraft standhält, die größer als die erforderliche Mindestkraft ist, ohne an der Verbindungsstelle zu brechen.

Der Test bestätigt, ob das Befestigungselement Industrienormen wie ISO 898-1 oder ASTM-Spezifikationen erfüllt.

FAQs

• Was ist eine Zugprüfung von Verbindungselementen?
  • Bei der Zugprüfung wird die maximale Kraft gemessen, der ein Verbindungselement standhalten kann, bevor es bricht. Dadurch wird die Einhaltung von Qualitätsstandards sichergestellt.
• Was bedeuten hochfeste Verbindungselemente?
  • Hochfeste Verbindungselemente sind dafür ausgelegt, größeren Kräften standzuhalten, weshalb sie sich ideal für anspruchsvolle Anwendungen wie das Baugewerbe und den Schwermaschinenbau eignen.

Streckgrenze

Die Streckgrenze bezeichnet die Belastung, bei der sich ein Befestigungselement dauerhaft zu verformen beginnt. Im Gegensatz zur Zugfestigkeit, die den Bruchpunkt markiert, definiert die Streckgrenze den Schwellenwert, bei dem die Elastizität des Materials überschritten wird, was zu irreversiblen Formänderungen führt.

So berechnen Sie die Strecklast

Die Streckgrenze wird mithilfe einer Zugprüfmaschine und der Offset-Methode berechnet. So funktioniert es:

• Der Verschluss wird in eine Zugprüfmaschine gelegt und die Last wird schrittweise aufgebracht.
• Die Dehnung wird gemessen und die Ergebnisse werden in einem Spannungs-Dehnungs-Diagramm dargestellt.
• Die Streckgrenze wird bei einer Abweichung von 0,21 TP5T von der ursprünglichen linearen Kurve ermittelt.

Diese Prüfung stellt sicher, dass das Befestigungselement bestimmte Güte- oder Festigkeitsklassenanforderungen erfüllt, wie z. B. die ASTM A354-Norm. Beispielsweise haben Befestigungselemente der Güteklasse BC der ASTM A354 je nach Größe eine Streckgrenze von 94.000 psi bis 130.000 psi.

Zugfestigkeit von Befestigungselementen vs. Streckgrenze: Was ist wichtiger?

Die Wahl zwischen Zugfestigkeit und Streckgrenze hängt von der Anwendung ab. So können Sie sich entscheiden:

• Wann sollte die Zugfestigkeit Priorität haben: Bei Verbindungselementen, die extremen Kräften ausgesetzt sind, wie etwa Brücken- oder Maschinenbauteilen, sorgt die Zugfestigkeit dafür, dass sie unter Belastung nicht brechen.
• Wann sollte die Streckgrenze Priorität haben: Bei Anwendungen, bei denen eine Verformung vermieden werden muss, wie etwa bei der Präzisionsmontage oder der Strukturunterstützung, ist die Streckgrenze von entscheidender Bedeutung.

Auch Umweltfaktoren wie Temperatur und Belastungsbedingungen spielen eine Rolle. Übermäßige Hitze kann sowohl die Zugfestigkeit als auch die Streckgrenze verringern, weshalb die Auswahl von Verbindungselementen, die für bestimmte Umgebungen geeignet sind, von entscheidender Bedeutung ist.

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