Was ist Torsionstest?

Bei der Torsionsprüfung handelt es sich um eine Art mechanischer Prüfung, bei der die Eigenschaften von Materialien oder Geräten unter Belastung durch Winkelverschiebung bewertet werden. Torsionsprüfungen können in zwei verschiedene Kategorien unterteilt werden: Prüfung von Rohmaterialien wie Metalldrähten oder Kunststoffschläuchen zur Bestimmung von Eigenschaften wie Scherfestigkeit und Modul oder Funktionsprüfung von Fertigprodukten, die einer Torsion ausgesetzt sind, wie z. B. Schrauben, Arzneimittelflaschen und ummantelte Kabel. Die häufigsten mechanischen Eigenschaften, die durch Torsionstests gemessen werden, sind der Scherelastizitätsmodul, die Streckgrenze, die Scherfestigkeit, der Bruchmodul bei Scherung und die Duktilität.
Warum einen Torsionstest durchführen?
Viele Produkte und Komponenten sind im Betrieb Torsionskräften ausgesetzt. Torsionstests sind erforderlich, wenn Ingenieure die in diesen Produkten verwendeten Materialien ändern oder aktualisieren möchten. Beispielsweise erfährt das in Fahrzeugantriebssträngen verwendete Metall im Gebrauch eine komplexe kombinierte Belastung, wobei Torsion die Hauptkomponente darstellt. Ein Ingenieur, der ein kraftstoffeffizienteres Fahrzeug entwickeln möchte, muss möglicherweise das Material der Antriebswelle ändern, um das Fahrzeuggewicht zu reduzieren. Torsionstests können dem Ingenieur dabei helfen, ein geeignetes Material zu identifizieren, das die erforderliche Torsionsfestigkeit aufweist und gleichzeitig zum Ziel der Gewichtsreduzierung beiträgt.

Viele Fertigprodukte sind im Betrieb auch Torsionskräften ausgesetzt. Produkte wie biomedizinische Schläuche, Schalter und Befestigungselemente sind nur einige der Geräte, die im täglichen Gebrauch Torsionsbelastungen ausgesetzt sind. Durch das Testen ihrer Produkte unter Torsion können Hersteller reale Betriebsbedingungen simulieren, die Produktqualität überprüfen, Designs verifizieren und ordnungsgemäße Herstellungstechniken sicherstellen.
Arten von Torsionstests
Torsionstests können durchgeführt werden, indem nur eine Drehbewegung oder sowohl axiale (Zug oder Druck) als auch Torsionskräfte angewendet werden. Die Arten von Torsionstests variieren von Produkt zu Produkt, können jedoch normalerweise als Ausfall-, Beweis- oder Produktbetriebstests klassifiziert werden.

Nur Torsion: Es werden nur Torsionslasten auf den Prüfling ausgeübt.
Axial-Torsion: Aufbringen sowohl axialer (Zug oder Druck) als auch Torsionskräfte auf den Prüfling.
Fehlerprüfung: Verdrehen des Produkts, der Komponente oder der Probe bis zum Versagen. Ein Versagen kann entweder als physischer Bruch oder als Knick/Defekt in der Probe klassifiziert werden.
Probeprüfung: Aufbringen einer Torsionslast und Halten dieser Drehmomentlast für eine festgelegte Zeitspanne.
Funktionstests: Testen kompletter Baugruppen oder Produkte wie Flaschenverschlüsse, Schalter, Wählstifte oder Lenksäulen, um sicherzustellen, dass das Produkt unter Torsionsbelastungen wie erwartet funktioniert.
Gemeinsame Torsionsprüfnormen
ASTM F543 – Axial- und Torsionsprüfung von Knochenschrauben

ASTM A938 – Torsionsprüfung von Metalldraht

ISO 7800 – Torsionsprüfung von Metalldrähten

ISO 594/ISO 80369 – Prüfung konischer Luer-Anschlüsse

ISO 7206 – Dauer- und Ermüdungsprüfung künstlicher Hüftimplantate