Der Zugversuch ist ein Standardverfahren der Werkstoffprüfung zur Bestimmung von Werkstoffkennwerten (Streck­grenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung, ...). Er zählt zu den quasistatischen, zerstörenden Prüfverfahren.

Im Zugversuch werden standardisierte Proben mit definierter Querschnittsfläche bis zum Bruch gedehnt, wobei die Dehnung bzw. der Weg gleichmäßig und mit einer geringen Geschwindigkeit gesteigert wird. Während des Versuchs werden die Kraft F an der Probe und die Längenänderung \(∆L\) in der Messstrecke der Probe kontinuierlich gemessen (siehe Abbildung 1). Aus der Kraft wird mit der Querschnittsfläche \(A\) der nicht deformierten Probe die Spannung \(\sigma\) und aus der Längenänderung \(∆L\)  wird mit der Ausgangslänge \(L\) der nicht deformierten Probe die Dehnung \(\boldsymbol{\varepsilon}\) er­mittelt.

Die Spannungs-Dehnungs-Kurve

In der Abbildung 2 ist schematisch die aus einem Versuch gewonnene Spannungs-Dehnungs­kurve für einen Stahlwerkstoff dargestellt.

Zu Beginn einer Beanspruchung verhalten sich viele Werkstoffe annähernd linear-elastisch, d. h. die Verformung gegenüber der Ausgangslänge verschwindet bei Entlastung wieder vollständig. Der zugehörige Werkstoffkennwert, der das linear-elastische Verformungsverhalten beschreibt ist der Elastizitätsmodul E und er entspricht der Steigung der sogenannten Hooke'schen Geraden. Im Beispiel ergibt sich der E-Modul zu

\(E = \frac{R_e} {\boldsymbol{\varepsilon}_{el}} = \frac{650} {0.003095} = 210000 [\frac{N}{mm^²}]\)

Bei Erreichen der Elastizitäts- oder Streckgrenze \(R_e\) setzt die erste erkennbare plastische Deformation ein. Ab diesem Punkt ist der weitere Verlauf stark werkstoffabhängig. Gemeinsam ist allen Werkstoffen, dass plastische Verformungen bei Entlastung bestehen bleiben. Nur der elastische Anteil \(\boldsymbol{\varepsilon}_{el}\) verschwindet wieder, d.h. bei einer Entlastung kehrt der Körper wieder in seine ursprüngliche Geometrie zurück.

Das Maximum der Spannungs-Dehnungskurve bezeichnet einen der wichtigsten Werkstoffkennwerte: die Zug­festigkeit \(R_m\). Bei Erreichen der Zugfestigkeit schnürt sich im gezeigten Beispiel die Zugprobe ein und es kommt zum Bruch. Die Zugfestigkeit gibt somit die höchste Spannung an, mit der der Werkstoff belastet werden darf.