Ein Torsionstest misst die Festigkeit eines beliebigen Materials gegen maximale Verwindungskräfte. Es ist ein sehr verbreiteter Test, der in der Materialmechanik verwendet wird, um zu messen, wie viel Verwindung ein bestimmtes Material aushalten kann, bevor es reißt oder bricht. Dieser angelegte Druck wird als Drehmoment bezeichnet. Materialien, die typischerweise in der Fertigungsindustrie verwendet werden, wie Metallbefestigungen und -träger, werden häufig Torsionstests unterzogen, um ihre Festigkeit unter Belastung zu bestimmen.
Es gibt drei große Kategorien, unter denen ein Torsionstest durchgeführt werden kann: Versagensprüfung, Wiederholungsprüfung und Betriebsprüfung. Bei der Fehlerprüfung wird das Material verdreht, bis es bricht. Bei der Proof-Prüfung wird beobachtet, ob ein Material eine bestimmte Drehmomentbelastung über einen bestimmten Zeitraum tragen kann. Betriebstests testen spezifische Produkte, um ihre Elastizitätsgrenze zu bestätigen, bevor sie auf den Markt kommen.
Es ist wichtig, dass die Ergebnisse jedes Torsionstests aufgezeichnet werden. Die Aufzeichnung erfolgt durch Erstellen eines Spannungs-Dehnungs-Diagramms mit den Verdrehwinkelwerten auf der X-Achse und den Drehmomentwerten auf der Y-Achse. Unter Verwendung eines Torsionstestgeräts wird das Verdrehen in Schritten von viertel Grad durchgeführt, wobei das Drehmoment aufgezeichnet wird, dem es standhalten kann. Die Dehnung entspricht dem Verdrehwinkel und die Spannung dem gemessenen Drehmoment.
Die Elastizitätsgrenze jedes Materials ist der Punkt, an dem es nicht mehr in seine ursprüngliche Form oder Größe zurückkehren kann. Die durch einen Torsionsversuch ermittelte Elastizitätsgrenze ist gleich der Steigung der Geraden vom Versuchsbeginn bis zur Proportionalgrenze. Diese Beziehung wurde erstmals 1678 von Sir Robert Hooke gemessen. Das Hookesche Gesetz besagt, dass die Spannung direkt proportional zur Dehnung ist, bis die Proportionalgrenze erreicht ist. An diesem Punkt zeigt das getestete Objekt Anzeichen von Spannung.
Nach der Prüfung werden metallische Werkstoffe als duktil oder spröde kategorisiert. Duktile Metalle wie Stahl oder Aluminium haben hohe Elastizitätsgrenzen und halten hohen Belastungen stand, bevor sie brechen. Spröde Materialien wie Gusseisen und Beton haben niedrige Elastizitätsgrenzen und erfordern keine große Belastung, bevor sie brechen.
Ohne die Durchführung eines Torsionstests würden Materialien vor der Freigabe für den industriellen Einsatz nicht ordnungsgemäß überprüft. Es ist von größter Bedeutung, dass die Fähigkeit eines Materials, ein gewisses Maß an Verdrillung zu tragen, genau gemessen wird. Andernfalls könnten Konstruktionen und Maschinen, die von solchen Materialien abhängig sind, zusammenbrechen, was zu Instabilität, Unterbrechung des Arbeitsablaufs oder sogar zu erheblichen Schäden und Verletzungen führen kann.