So nutzen Sie den Bruchdehnungs-Rechner
Der Bruchdehnungs-Rechner ermöglicht die schnelle und präzise Bestimmung von Längenänderung, Dehnung und Bruchdehnung aus Messwerten des Zugversuchs. Um die Kennwerte Ihrer Werkstoffprobe zu ermitteln, gehen Sie wie folgt vor:
- Anfangslänge eingeben — Tragen Sie die ursprüngliche Anfangsmesslänge $L_0$ der Probe ein und wählen Sie die gewünschte Längeneinheit (z. B. Millimeter oder Zentimeter).
- Endlänge nach dem Versuch angeben — Geben Sie die gemessene Endlänge $L$ (bzw. $L_u$ nach dem Zusammenfügen der Bruchhälften) ein.
- Ergebnisse sofort ablesen — Der Bruchdehnungs-Rechner berechnet in Echtzeit die absolute Längenänderung $\Delta L$, die dimensionslose Ingenieurdehnung $\varepsilon$ sowie die prozentuale Bruchdehnung $A$.
Dank der automatischen Einheitenumrechnung können Sie im Bruchdehnungs-Rechner beliebige Längeneinheiten kombinieren.
Formeln & physikalische Grundlagen der Bruchdehnung
Im Bruchdehnungs-Rechner bildet die klassische Definition der technischen Dehnung aus der Werkstoffprüfung das mathematische Fundament:
ΔL = L − L₀; ε = ΔL / L₀Die prozentuale Bruchdehnung $A$ berechnet sich aus dem Verhältnis der bleibenden Verlängerung zur Anfangsmesslänge:
$$A = \frac{L - L_0}{L_0} \cdot 100,% = \frac{\Delta L}{L_0} \cdot 100,%$$
Hierbei stehen die Formelzeichen für:
- $L_0$ (Anfangsmesslänge): Die vor dem Zugversuch festgelegte Bezugslänge zwischen den Messmarken.
- $L$ bzw. $L_u$ (Endlänge / Bruchmesslänge): Die Gesamtlänge der Probe nach dem Bruch bei zusammengefügten Bruchstücken.
- $\Delta L$ (Längenänderung): Die absolute Verlängerung der Messstrecke ($\Delta L = L - L_0$).
- $\varepsilon$ (Ingenieurdehnung): Die bezogene Längenänderung als dimensionslose Verhältniszahl.
- $A$ (Bruchdehnung in Prozent): Der prozentuale Verformungskennwert für die Duktilität des Werkstoffs.
Der Bruchdehnungs-Rechner zeigt neben dem Endergebnis auch den vollständigen Einsetzungsweg an, sodass Sie Zwischenschritte jederzeit nachvollziehen können.
Unterschied zwischen elastischer Dehnung und Bruchdehnung
Während des Zugversuchs dehnt sich ein Werkstoff zunächst elastisch. Nach Überschreiten der Streckgrenze setzt die plastische (bleibende) Verformung ein. Die mit dem Bruchdehnungs-Rechner ermittelte Bruchdehnung erfasst ausschließlich die bleibende plastische Dehnung nach dem vollständigen Versagen der Probe, da der elastische Dehnungsanteil beim Bruch zurückfedert.
Typische Richtwerte für die Bruchdehnung von Werkstoffen
Zur Einordnung Ihrer Prüfergebnisse im Bruchdehnungs-Rechner dient folgende Übersicht typischer Kennwerte:
| Werkstoff | Werkstoffgruppe | Typische Bruchdehnung $A$ (%) | Charakteristik |
|---|---|---|---|
| Baustahl S235JR | Unlegierter Stahl | $20,% - 26,%$ | Sehr duktil, gut verformbar |
| Edelstahl 1.4301 (V2A) | Austenitischer Stahl | $40,% - 50,%$ | Extrem zäh und dehnfähig |
| Aluminium AlMgSi0,5 | Knetlegierung | $10,% - 15,%$ | Mittlere Verformbarkeit |
| Kupfer (Cu-ETP weich) | Nichteisenmetall | $35,% - 45,%$ | Hohe Kaltumformbarkeit |
| Grauguss EN-GJL-250 | Gusseisen | $0{,}3,% - 0{,}8,%$ | Sehr spröde, bricht ohne Vorwarnung |
| Polyethylen (PE-HD) | Thermoplast | $100,% - 600,%$ | Sehr hohe Bruchdehnung |
| Elastomere / Gummi | Elastomer | $200,% - 800,%$ | Hochelastisch |
Werkstoffe mit einer Bruchdehnung von unter $5,%$ gelten im Maschinenbau als spröde, während Werkstoffe mit $A > 15,%$ als duktil (zäh) eingestuft werden.
Praxisbeispiel: Berechnung einer Zugprobe
Ein Prüflabor führt einen Zugversuch nach DIN EN ISO 6892-1 an einem Rundstab durch:
- Anfangsmesslänge: $L_0 = 50,\text{mm}$
- Länge nach Bruch: $L = 63{,}5,\text{mm}$
Ermittlung mit dem Bruchdehnungs-Rechner:
- Längenänderung: $\Delta L = 63{,}5,\text{mm} - 50,\text{mm} = 13{,}5,\text{mm}$
- Ingenieurdehnung: $\varepsilon = \frac{13{,}5,\text{mm}}{50,\text{mm}} = 0{,}27$
- Bruchdehnung: $A = 0{,}27 \cdot 100,% = 27,%$
Das Ergebnis zeigt eine Bruchdehnung von $27,%$. Der Bruchdehnungs-Rechner bestätigt somit einen duktilen Baustahl.
Typische Anwendungsbereiche für den Bruchdehnungs-Rechner
Der Bruchdehnungs-Rechner leistet wertvolle Dienste in vielfältigen technischen Fachdisziplinen:
- Mechanische Werkstoffprüfung: Schnelle Auswertung von Zugversuchen nach DIN EN ISO 6892-1 (Metalle) oder ISO 527 (Kunststoffe).
- Qualitätssicherung & Wareneingangskontrolle: Verifikation von Werkszeugnissen (z. B. Abnahmeprüfzeugnis 3.1 nach EN 10204).
- Konstruktion & Bauteilauslegung: Auswahl zäher Werkstoffe zur Vermeidung von Sprödbrüchen bei dynamischer Beanspruchung.
- Schadensanalyse: Beurteilung von verformten oder gebrochenen Bauteilen im Havariefall.
- Hochschullehre & Technische Ausbildung: Überprüfung von Übungsaufgaben in Materialwissenschaft und Festigkeitslehre.
Nutzen Sie den Bruchdehnungs-Rechner für zuverlässige Materialanalysen und transparente Nachweise in Entwicklung und Prüfpraxis.