Kurzfassung
Der 4-Kugelversuch ist ein neuer Festigkeitstest zur Ermittlung der Zugfestigkeit spröder Werkstoffe unter bi-axialer Beanspruchung. Eine Scheibe wird auf drei Kugeln gelagert und auf der gegenüberliegenden Seite mit einer vierten Kugel zentrisch bis zum Bruch beansprucht. Wegen der gut definierten und stabilen Lasteinleitung eignet sich dieser Test auch zur Prüfung von Proben mit leicht gekrümmten Oberflächen. Die Prüfung gesinterter Proben ohne aufwendige und kostenintensive Hartbearbeitung ist somit möglich.
Beim Kontakt von Kugeln und Platten entstehen in den Platten Zugspannungen, die in spröden Werkstoffen zur Entstehung von Rissen führen können (Hertz Risse). In dieser Arbeit wird der Frage nachgegangen, ob bei der Lasteinleitung solche Schäden entstehen und ob Kontaktrisse zu einer Verringerung der Probenfestigkeit führen. Die hier vorgestellten Arbeiten an Proben mit künstlich eingebrachten Rissen und an Proben ohne Vorschäden zeigen, dass Risse in der Probe im Bereich der Krafteinleitung (Kontakt zwischen Kugeln und Probe) keinen Einfluss auf die Festigkeit haben.
Abstract
The ball-on-three-balls test is a new strength test for determining the tensile strength of brittle materials under biaxial load. A disc is supported on three balls and is subjected to a load applied centrally from the other side via a fourth ball until fracture occurs. Due to the well-defined and stable load application, this test is also suitable for testing specimens with slightly bent surfaces. Testing of sintered specimens is thus possible without difficult and expensive hard machining.
The contact between the balls and plates leads to tensile stresses in the plates, which may cause some cracking (Hertzian cracks). The present report explores the question of whether load application results in this kind of damage and whether contact fractures lead to a loss of strength of the specimens. The work described here on specimens with artificially induced cracks and on specimens free of damage shows that cracks in the specimens in the region of force application (contact between balls and specimen) do not have any influence on the strength.
© 2008, Carl Hanser Verlag, München
