Nutzen von Scherversuchen
Scherversuche können in folgenden Bereichen eingesetzt werden:
- Zur Bestimmung des statischen und dynamischen Schermoduls eines Materials
- Zum Verständnis der Berst- oder Ausfallkräfte eines Materials, das einer Scherbelastung ausgesetzt ist.
- Zur Untersuchung der Reaktion eines Materials auf Kriechbelastung oder Schubspannungsrelaxation
- Zur Quantifizierung der Reibungskoeffizienten zwischen zwei Materialoberflächen.
Scherversuche werden in der Regel aus zwei Gründen als Prüfverfahren ausgewählt:
1) Das Scherverhalten beschreibt, wie das Material in dem Teil oder der Konstruktion reagiert, d. h. die bei der Scherbelastung gemessenen Eigenschaften beschreiben die Materialeigenschaften für eine Lösung am besten.
2) Die Scherbelastung beschreibt weiche und hochviskose Materialien, die sich durch Schubspannungs- oder Druckversuch nur schwer untersuchen lassen.
Beispielsweise wird ein einfacher oder doppelter Zug-Scherversuch oft eingesetzt, um Klebstoffe und die Scherkräfte bis zum Ausfall zu charakterisieren. Norm ASTM D3528 – Prüfverfahren zur Bestimmung der Festigkeit von Klebverbindungen bei Schubspannungsbelastung mit doppeltem Zug-Scherversuchbeschreibt die Bestimmung der Schereigenschaften, beispielsweise der Bruchkraft oder Fließkraft von Klebstoffen bei einem statischen Scherversuch.
Bei manchen Scherversuchen wird eine rotierende Stelleinheit zur Bestimmung der Schereigenschaften verwendet. Ein spezifisches Beispiel für einen rotierenden Scherversuch ist die Positionierung von zwei Knorpelstopfen gegeneinander, um die Schmier- und Oberflächeneffekte bei Belastung zu untersuchen.
ElectroForce®-Prüfgeräte können viele konventionelle lineare und rotierende Scherversuche ausführen. Das optionale DMA-Softwarepaket ist sinnvoll, wenn das lineare dynamische Schermodul von Materialien oder Teilen in Abhängigkeit von Frequenz, Amplitude, Temperatur oder vieler anderer Testparameter ermittelt werden soll. ElectroForce®-Prüfgeräte sind mit axialer oder Axialtorsionskonfiguration erhältlich, wenn die rotierende Scherbelastung von Interesse ist.