Versuch 6

In einem Biegeversuch überprüfen wir das Hookesche Gesetz und bestimmen den Elastizitätsmodul eines Metalls.

Motivationsvideo

(Die in den Videos behandelten Experimente entsprechen nicht unbedingt den Aufgaben in der Versuchsanleitung.)

Versuchsaufbau

Die Proben werden auf zwei Schneiden gelegt und in der Mitte durch eine Gewichtskraft belastet (Dreipunktbiegung). Die Schneiden sind beweglich auf einer optischen Bank montiert, so dass ihr Abstand im Bereich von etwa 10cm bis 100cm variiert werden kann.

Es gibt verschiedene Gewichtsstücke, die auf einem passenden Halter gestapelt werden können. Die Massen der Gewichtsstücke (m = 50g, 100g, 200g) können als exakt angenommen werden.

Der Halter wird am Haken des Führungsstücks aufgehängt, welches vor Beginn der Messungen an der Probe mittig angebracht wird.

Messuhr

Die Durchbiegung wird mit einer digitalen Messuhr (Auflösung 10 µm) gemessen. Dazu bringt man den Fühler der Messuhr vorsichtig in Kontakt mit der Oberseite des Führungsstücks. Die Position der Messuhr wird so justiert, dass der Kontakt auch bei der stärksten Biegung nicht abbricht.

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Messuhr

Stäbe

Für diesen Versuch stehen Stäbe aus verschiedenen Metallen (Aluminium, Messing, Stahl) und mit verschiedenen Querschnittsprofilen zur Verfügung. Die Profile werden mit einem Messschieber vermessen.

Messschieber

Ein Messschieber hat einen feststehenden und einen beweglichen Messschenkel, die an die Probe angelegt werden, ohne dabei Kraft auszuüben. Der Messschieber eignet sich für Außen-, Innen- und Tiefenmaße.

Die Längenmessung beruht auf dem Vergleich mit einer kalibrierten Skala. Beim Messschieber wird die Ablesegenauigkeit durch einen Nonius verbessert.

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Messschieber

🔗 https://de.wikipedia.org/wiki/Nonius

Grundtypen der Deformation

Schematische Darstellung der Grundtypen der Deformation: Dehnung, Stauchung, Scherung, Torsion und Biegung. Die Biegung kann man dabei als Kombination von Dehnung und Stauchung verstehen.

🔗 http://www.maschinenbau-wissen.de/skript3/mechanik/

Flächenträgheitsmomente

Verschiedene Profile und ihre Flächenträgheitsmomente für Biegung um die y-Achse.