Zugversuch

Der Zugversuch ist ein zentrales Verfahren der mechanischen Werkstoffprüfung. Dabei wird eine genormte Probe einachsig auf Zug belastet, um das Werkstoffverhalten unter Zugspannungen zu charakterisieren – von der ersten elastischen Dehnung bis zum Bruch. Aus dem Zugversuch stammen viele Kennwerte, die in Datenblättern für Metalle, Kunststoffe und Elastomere angegeben werden.

Versuchsaufbau und Ablauf

Für den Zugversuch wird eine Zugprobe (z. B. Stab- oder Normhantelprobe) mit definiertem Querschnitt und Messlänge in eine Prüfmaschine eingespannt.

• Die Maschine zieht die Probe mit einer kontrollierten Geschwindigkeit auseinander.
• Während des Versuchs werden Zugkraft und Längenänderung kontinuierlich gemessen.
• Aus Kraft und Anfangsquerschnitt wird die Zugspannung, aus Längenänderung und Anfangslänge die Dehnung

Das Ergebnis ist eine Spannungs-Dehnungs-Kurve, die den vollständigen Verlauf von der anfänglich linearen, elastischen Verformung über das plastische Fließen bis hin zum Bruch zeigt (bei Elastomeren vor allem stark nichtlinear-elastisch bis zur Bruchdehnung).

Typische Kennwerte aus dem Zugversuch

Je nach Werkstoff und Norm werden u. a. folgende Kennwerte ermittelt:

• Elastizitätsmodul (E-Modul) – Steigung des linearen, elastischen Bereichs der Kurve
• Streckgrenze0,2 %-Dehngrenze (bei Metallen und Thermoplasten)
• Zugfestigkeit (maximale Zugspannung vor dem Bruch)
• Bruchdehnung – Dehnung beim Bruch der Probe
• bei Elastomeren zusätzlich häufig: Spannung bei 100 % / 300 % Dehnung (Modul 100 / 300)

Die Bruchdehnung setzt sich – wie in der klassischen Werkstoffkunde beschrieben – aus Gleichmaßdehnung und Einschnürdehnung zusammen und hängt sowohl vom Werkstoff als auch von Probenform und Messlänge ab.

Bedeutung für Elastomere und Dichtungen

In der Elastomertechnik liefert der Zugversuch zentrale Daten für:

• Dichtungen und O-Ringe (Reißdehnung, Zugfestigkeit, Sicherheit gegen Einreißen)
• Profile und Formteile (Belastbarkeit bei Montage, Dehnwege, Kerbempfindlichkeit)
• Schwingungs- und Lagerelemente (Zusammenhang zwischen Steifigkeit und Geometrie)

Diese Kennwerte fließen direkt in die Auslegung von Dichtstellen, die Auswahl des passenden Elastomerwerkstoffs (z. B. NBR, EPDM, FKM) und die Dimensionierung von Querschnitten ein – insbesondere überall dort, wo Dehnung, Rückstellverhalten und Reißsicherheit entscheidend sind.

Synonyme / verwandte Begriffe: Zugprüfung, Zugversuch nach DIN / ISO, einachsiger Zugversuch, mechanische Werkstoffprüfung im Zug.