Prüfung von Verbundwerkstoffen
CHALLENGE
Voraussetzung für den erfolgreichen Einsatz von Verbundwerkstoffen ist ein detailliertes Verständnis ihrer mechanischen Eigenschaften über den gesamten Temperaturbereich hinweg. Aufgrund des richtungsabhängigen und heterogenen Verhaltens von Verbundwerkstoffen müssen zur umfassenden Charakterisierung unterschiedlichste mechanische Prüfungen durchgeführt werden, die häufig spezielle Vorrichtungen erfordern. Des Weiteren sind auch die Aufrechterhaltung einer präzisen Ausrichtung und die Senkung von Rüstzeiten eine große Herausforderung für zahlreiche Labore, in denen Verbundwerkstoffe geprüft werden.
SOLUTION
Ein integriertes Prüfsystem mit einem präzise ausgerichteten Spannzeug und unterschiedlichsten Spannvorrichtungen, die sich an das Spannzeug anbauen lassen, ist eine effektive und produktive Lösung für die Prüfung von Verbundwerkstoffen. Mit Hilfe einer optionalen Temperierkammer können Prüfungen über einen breiten Temperaturbereich durchgeführt werden. Zusätzlich bietet das Applikationsmodul für die Prüfung von Verbundwerkstoffen innerhalb der Software Bluehill® Universal eine Reihe von anwenderfreundlichen Prüfmethoden nach internationalen Normen (z.B. ASTM, EN und ISO).
Die Aufrechterhaltung einer hohen Produktivität bei der Prüfung und die Erzielung gleichbleibend präziser Ergebnisse ist eine große Herausforderung. Hohe Produktivität, besonders bei der Prüfung bei Temperaturen oberhalb oder unterhalb der Umgebungstemperatur, bedeutet, dass der Bediener möglichst wenig Zeit mit dem Einspannen der Proben verbringen sollte. Die Erzielung der für die Gewährleistung präziser Prüfergebnisse erforderlichen Genauigkeit bei der Probenausrichtung ist unter diesen zeitlichen Beschränkungen eine anspruchsvolle Aufgabe.
Üblicherweise erfolgt die Dehnungsmessung bei Verbundwerkstoffen mit Hilfe von aufgeklebten Dehnungsmessstreifen. Das Aufkleben der Dehnungsmessstreifen ist jedoch kostspielig und zeitaufwändig und erfordert sehr viel Erfahrung und Geschick und kann zu führen, dass die Gesamtproduktivität reduziert und die Kosten erhöht werden.
Eine akkurate Ausrichtung der Probe erfordert einen präzise ausgerichteten Prüfaufbau und wiederholbare Spannzeuge, die den korrekten Sitz der Probe zuverlässig garantieren.Zum schnellen Einspannen und genauen Ausrichten von Proben stehen sowohl manuelle als auch automatische (hydraulische) Spannzeuge zur Verfügung. Diese Spannzeuge können auch in einer Temperierkammer eingesetzt und damit ein breiter Temperaturbereich abgedeckt werden.
Für die Prüfung von Proben aus Verbundwerkstoffen werden Dehnungsaufnehmer angeboten, die in den meisten Fällen anstelle von Dehnungsmessstreifen verwendet werden können. Mittelwertbildende axiale und biaxiale Aufnehmertypen bestimmen die mittlere Axial- und Querdehnung (zur Bestimmung der Poissonzahl).
Für Anwendungen, bei denen Dehnungsmessstreifen verwendet werden müssen, können DMS-Adapter eingesetzt werden, mit denen die Dehnungsmessstreifen direkt an die Prüfmaschine angeschlossen werden können. Zusätzlich zu den berührenden Aufnehmern bietet der berührungslose Video-Dehnungsauf¬nehmer AVE2 (Advanced Video Extensometer) einen komplett automatischen Betrieb mit minimalem Bedienereingriff.
ASTM D3039 Testlösung
ASTM D3039 ist ein weit verbreiteter Teststandard zur Bestimmung der Zugeigenschaften von Verbundwerkstoffen. Aufgrund ihrer leichten Eigenschaften und ihrer hohen Zugfestigkeit werden Verbundwerkstoffe zunehmend von der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie bevorzugt und werden in vielen Anwendungen an Stelle von Metallen verwendet.
ISO 527-4 Prüflösung
ISO 527-4 deckt Testbedingungen für isotrope und orthotrope nicht-unidirektionale Verbundwerkstoffe ab und verweist auf ISO 527-1. Dieser Leitfaden führt Sie in die grundlegenden Elemente eines ISO 527-4 Zugversuchs ein und vermittelt eine Übersicht über die erforderlichen Prüfgeräte, Software und Proben.