23.10 : Dehnungsmessungen

Die Dehnung quantifiziert die Verformung eines Materials unter Krafteinwirkung, typischerweise gemessen als normale Dehnung, die die Längenänderung im Vergleich zur ursprünglichen Länge darstellt. Zur Erhöhung der Genauigkeit werden elektrische Dehnungsmessstreifen verwendet. Diese Geräte bestehen aus einem leitenden Draht, der auf einer Papierunterlage montiert ist und an der Materialoberfläche haftet. Diese Messgeräte nutzen den piezoresistiven Effekt, bei dem sich der elektrische Widerstand des Drahtes als Reaktion auf mechanische Verformung ändert. Der Dehnungsmessstreifen passt sich an, wenn sich das Material ausdehnt oder komprimiert, und verändert den Widerstand des Drahtes proportional zur erfahrenen Dehnung.

Um die Spannung an einem bestimmten Materialpunkt umfassend zu verstehen, berücksichtigen Sie die Normal- und Scherspannungen, die für Formänderungen bei konstantem Volumen verantwortlich sind. Für diese Analyse sind mehrere Dehnungsmessstreifen erforderlich, die in verschiedenen Ausrichtungen angeordnet sind. Dehnungsmessungen werden typischerweise entlang von Linien durchgeführt, die in definierten Winkeln zu einer horizontalen Achse angeordnet sind, wobei diese Messwerte zur Berechnung der Gesamtdehnungskomponenten verwendet werden.

Eine Dehnungsmessstreifen-Rosette, die mehrere Messgeräte in Konfigurationen wie 0°, 45° und 90° oder 0°, 60° und 120° positioniert, ermöglicht gleichzeitige multidirektionale Dehnungsmessungen. Eine solche Anordnung ist für eine detaillierte Dehnungsanalyse an einem bestimmten Punkt von entscheidender Bedeutung und wird häufig in der Strukturanalyse, Materialprüfung und Teilevalidierung eingesetzt. Diese Methoden sind für Ingenieure von entscheidender Bedeutung, um das Materialverhalten zu bewerten und das Design und die Sicherheit technischer Strukturen zu verbessern.