Faßverformung

Barreling ist die nach außen gerichtete Ausbauchung, die auftritt, wenn eine zylindrische Prüfprobe zwischen zwei ebenen Druckplatten komprimiert wird. Das Material in der Mitte der Probe fließt radial nach außen, während die Enden durch Reibung mit den Platten festgehalten werden und so ein fass- oder sanduhrförmiges Profil entstehen lassen. Dies geschieht, weil die Reibung an den Kontaktflächen die axiale Verformung dort behindert und das Material stattdessen seitlich ausweichen muss.

Der Effekt ist am stärksten bei weichen Materialien und bei Tests mit großem Seitenverhältnis, also bei Höhe geteilt durch Durchmesser. Schmierstoff oder Oberflächenzustand haben einen großen Einfluss auf Barreling: eine trockene oder raue Oberfläche erzeugt hohe Reibung, die die Ausbauchung verstärkt, während Öl oder Fett sie verringern. Barreling ist besonders problematisch bei der Druckprüfung von Metallen und Kunststoffen, weil es zu einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung in der Probe führt.

Messung und Normungsauswirkungen

Da Barreling die Querschnittsfläche während des Tests verändert, verfälscht es die gemessene Spannungs-Dehnungs-Kurve. Die gemessene Last wird höher ausfallen als die tatsächliche uniaxiale Spannung, und die Dehnungsberechnung wird unzuverlässig. Genormte Druckprüfverfahren, einschließlich Probengeometrie und Reibungsbedingungen, sind vorhanden, um Barreling zu minimieren. Seitenverhältnisse von 1 bis 1,5 sind gängige Praxis, um die Verformung mäßig und wiederholbar zu halten.

In der Praxis kann Barreling auch bei Umformvorgängen wie Schmieden oder beim Testen von Extrusionswerkzeugen auftreten. Eine Prüfprobe, die überproportionales Barreling zeigt, wird als fehlerhafte oder nicht normgerechte Probe eingestuft. Metallurgen und Materialwissenschaftler müssen Barreling bei der Auswertung von Streckgrenze und Duktilitätsdaten aus Druckversuchen berücksichtigen, besonders in der Qualitätskontrolle, wo Konsistenz entscheidend ist.