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Institut für Struktur- und Funktionskeramik

4-Kugel-Versuch

Prüfanordnung 4-Kugel-Versuch

 

Der 4-Kugel-Versuch ist eine einfache Möglichkeit zur Festigkeitsprüfung von Scheiben aus spröden Werkstoffen.

Eine scheibenförmige Probe wird an einer Deckfläche an drei Punkten gelagert und an der gegenüberliegenden Deckfläche mittig belastet.

Als Auflager für die Scheibe werden drei Kugeln verwendet. Die Belastung der Scheibe erfolgt über eine idente Kugel.

Beanspruchungssituation bei der Biegeprüfung von Scheiben bei Blickrichtung schräg von unten:

 

Proben nach dem 4-Kugelversuch, Größenvergleich

Bei der Berechnung der maximalen Zugspannungen können die Werkstoffeigenschaftender Kugeln und der Elastizitätsmodul der Scheibe vernachlässigt werden.

Vorzüge des 4-Kugelversuchs liegen vor allem in der großen Toleranz des Verfahrens gegenüber kleinen Abweichungen der tatsächlichen von der idealen Testgeometrie, der Möglichkeit, leicht verzogene Scheiben und damit auch unbearbeitete Sinterkörper zu testen, dem geringen Reibungseinfluss und dem großen Potenzial, auch besonders kleine Proben zu prüfen.

Als Nachteil ist im Vergleich zur her kömmlichen Biegeprüfung von Balken vor allem die schwierigere Auswertung der Ergebnisse anzuführen.