Was ist Dehnung?
Dehnung beschreibt die gemessene Verformung eines Werkstoffs. Der Werkstoff eines bestimmten Bauteils oder Objekts kann durch die folgenden Faktoren eine Verlängerung (Streckung) oder Verkürzung (Stauchung), also eine Dehnung erfahren:
- Einfluss einer von außen aufgebrachten Kraft (mechanische Dehnung)
- Einfluss von Wärme oder Kälte (Wärmeausdehnung)
- Im Inneren auftretende Kräfte durch ungleichförmiges Abkühlen von Gussteilen, Schweißen oder Schmieden (Dehnung durch Eigenspannung)
Warum wird Dehnung gemessen?
In den meisten Fällen wird Dehnung gemessen, um den Grad der Beanspruchung eines Werkstoffs zu bestimmen – Experimentelle Spannungsanalyse. Absolutwert und Richtung der mechanischen Belastung werden aus der gemessenen Dehnung und bekannten Werkstoffeigenschaften bestimmt (Elastizitätsmodul und Querzahl). Diese Berechnungen basieren auf dem Hookeschen Gesetz. Das Hookesche Gesetz, in seiner einfachsten Form, bestimmt die direkte Proportionalität von Dehnung ε [m/m] und Beanspruchung σ [N/mm2] eines bestimmten Werkstoffs anhand seines Elastizitätsmoduls E [N/mm2].
σ = ε⋅E
Wie wird Dehnung gemessen?
Um zu verstehen, wie Dehnung gemessen werden kann, muss man zuerst verstehen, wie Dehnung einen Werkstoff beeinflusst. Ein Testobjekt hat ohne Dehnungseinfluss eine Grundlänge von lo. Wirkt eine Dehnung ε auf das Testobjekt, ändert sich dessen Länge um einen bestimmten Betrag Δl gemäß der folgenden Gleichung:
Die Dehnung ist dann ein dimensionsloser Wert, der die relative Längenänderung eines Materials gegenüber seiner Ausgangslänge angibt. Da die Längenänderungen gewöhnlich sehr klein sind, werden sie in Bruchteilen der Einheiten des SI-Systems angegeben. Für die Dehnung ist dies üblicherweise Mikrometer pro Meter (μm/m = 10-6 m/m = ppm).
Es gibt verschiedene Messvorrichtungen und Sensoren, die für Dehnungsmessungen eingesetzt werden können. In den meisten Fällen werden Dehnungsmessstreifen (DMS) verwendet. HBM bietet sowohl elektrische Dehnungsmessstreifen als auch optische Dehnungsaufnehmer sowie weitere Produkte für die Dehnungsmessung.