Instron

Fatigue Testing

Automotive

Fatigue Testing

Fatigue performance has always been important in automotive design, where the sources of cyclic loading and vibration are many and varied. Hence fatigue behavior is a long-established part of qualification for automotive steels, and remains essential for newer designs with aluminum and composites.

THE CHALLENGE

Car breakdown

In today's automotive industry, cyclic loading represents a diverse range of evaluation needs, including low cycle fatigue of metals, high cycle fatigue of composites and joints, damping behavior of mountings and interior panels – all of which affect the NVH (noise vibration and harshness) and hence, passenger comfort.

THE CHALLENGE

Our Solution

Dynamic Systems Family

For a multipurpose laboratory handling large specimens, Instron® servo-hydraulic systems provide excellent capabilities for medium to high-capacity dynamic testing. The load frames can be configured to meet a wide range of materials, component testing, and requirements; and can be fitted with interchangeable fixtures to perform specific tests.

The Instron 8800MT controller with WaveMatrix™ dynamic test software provides high fidelity of control, and synchronous data acquisition, with easily configured test sequences and live calculations to facilitate everything from “simple” fatigue, to vibration analysis, to multi-step conditional test sequences.

Additionally, application-specific software packages can be used seamlessly on the same system to provide more streamlined workflows for LCF, fracture toughness, or quasi-static testing.

Headliner Peel Testing

Automotive

Headliner Peel Testing

car_interior2_Instron
car_interior2_Instron Headliner peel testing

THE CHALLENGE

Some vehicle textiles have multiple layers or backings, and must be subjected to a peel test in order to determine if adhesion forces are appropriate.

Our Solution

Instron® pneumatic side action grips are able to grip delicate foam specimens in order to perform T-peel tests. With a variety of quick-release jaw faces, these grips allow users to easily test a range of materials with a single system. The air pressure is also adjustable, allowing operators to fine tune the gripping pressure if needed.

Bluehill® Universal software contains a suite of calculations for peel testing, including industry standard calculations, such as first peak, average peel force over a given length, and even allows for custom calculations.

Tensile Testing of Steel Cords

Automotive

Tensile Testing of Steel Cords

Steel cord is formed by twisting multiple strands of steel wires together to form a cord structure. This is often used as a reinforcement material in conveyor belts and radial tires for passenger cars, buses, or heavy equipment vehicles. Compared to other traditional reinforcement materials like nylon, steel cords possess superior mechanical properties, such as higher tensile strength and modulus and better heat resistance. When used as a reinforcement material in radial tires, it offers high road stability, improved steering response, and longer tire service life. Since some of the key performance indicators of tires are dependent on the reinforcing steel cord, it is important for an engineer to understand the properties of the tire cord and how it functions in a tire.

There are many challenges to account for when testing stranded wire. As stranded wire is not a consistent diameter, generally a nominal diameter is used (as defined in the product standard).  As well as the irregularity of the surface, when a specimen is pulled in tension each strand will rotate. Therefore, if a clip-on extensometer is being used, it must be able to rotate. It is also necessary to have a long gauge length, so Instron offers a 600mm G.L. extensometer with 15 degrees of twist available. When stranded wire breaks, the energy released at failure is substantial, and the specimen ‘splays’ out. This may cause damage to extensometers, machine or even operators.

The challenges of testing to this standard are:

  • Specimen gripping
  • Strain measurement
  • Safety

 

Instron's Solution:

  • Instron provides side action grips with wire strand inserts that ensure optimum grip face engagement and clamping surface area.
  • Instron’s E-series extensometers allow for a 600mm gauge length and specimen rotation, providing a robust strain-measurement solution.
  • Debris shields are available in many shapes and sizes, and can be interlocked to ensure operators are not in danger at any time throughout testing.

 

It is important to review the pertinent testing standards in order to fully understand the test setup, procedure, and results requirements.

Literature

6800 Series Premier Testing Systems Brochure

Instron 6800 Series Universal Testing Systems provide unparalleled accuracy and reliability. Built on a patent-pending Operator Protect system architecture with an all-new Smart-Close Air Kit and Collision Mitigation features, the 6800 Series makes materials testing simpler, smarter, and safer than ever before.

  • Produkte
  • 02/10/2020
  • 1.93 MB

Bluehill Universal Brochure

Bluehill Universal is Instron’s advanced materials testing software, designed for intuitive touch interaction and streamlined workflows. It offers pre-loaded test methods, QuickTest for rapid setup, enhanced data exporting, and Instron Connect for direct service communication. Users of Bluehill 2 and Bluehill 3 can easily upgrade to the latest version for improved performance and usability

  • Produkte
  • 02/26/2017
  • 3.77 MB

Prüfung von Aramidfasern

Automotive

Prüfung von Aramidfasern

Zugprüfungen sind hervorragend geeignet für die Untersuchung der physikalischen Eigenschaften zahlreicher Textilien und Sondermaterialien. Unser Produktspektrum umfasst ein breites Spektrum von Universalprüfmaschinen und unterschiedliche Spannlösungen für die Vielzahl der zu prüfenden Materialien.

Bei der Prüfung dieser Textilien verwenden wir unser pneumatisches Spannzeug 2714-010 für Fasern und Garne als die am besten geeignete Spannlösung für dieses Material. Wie bei vielen Textil- und Verbundstofffasern ist es wichtig, dass die Probe während der Prüfung nicht rutscht, da dies die Genauigkeit der Prüfergebnisse beeinträchtigen könnte.

Aramidfasern haben ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Ihre Festigkeit ist bezogen auf das gleiche Gewicht 5 Mal so hoch wie die von Stahl und mit der von anderen kommerziell erhältlichen Fasern vergleichbar. Aramidfasern haben eine ähnliche Zugfestigkeit wie Glasfasern, können aber einen fast doppelt so hohen Modulwert haben.

Wir bieten eine Reihe von pneumatischen Spannzeugen speziell für die Prüfung von Aramidfasern an, die hervorragend an die Anforderungen dieser Prüfungen angepasst sind.

Unabhängig davon, ob Sie Prüfungen nach speziellen Prüfstandards oder nach einem eigenen Prüfverfahren durchführen wollen, empfehlen wir für diese Anwendungen unsere Universalprüfsysteme 3300 oder 5900 mit den Modulen unserer Bluehill® 3-Software als optimale Lösung für Ihre Prüfanforderungen.

Unterlagen

Broschüre der Universalprüfsysteme der Serie 3400

Instron Universalprüfsysteme der Serie 3400 für Zug-, Druck-, Biege- und andere Materialeigenschaftsprüfungen.

  • Produkte
  • 06/27/2022
  • 2.16 MB

Broschüre Serie 6800 Premier Testing Systems

Universal-Testsysteme der Instron Serie 6800 bieten unvergleichliche Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Die 6800 Serie basiert auf einer zum Patent angemeldeten Operator-Protect-Systemarchitektur mit einem brandneuen Smart-Close Air Kit und Collision-Mitigation-Funktionen, wodurch Materialtests einfacher, intelligenter und sicherer sind als je zuvor.

  • Produkte
  • 02/10/2020
  • 3.87 MB

Pneumatic Tire Cord Grips (CP105953)

The Instron® pneumatic tire cord grips provide a convenient method for clamping tire cord and braided wire during testing.

  • Produkte
  • 08/14/2013
  • 599.82 KB

Bluehill Universal Broschüre

Bluehill Universal ist die fortschrittliche Materialprüfsoftware von Instron, entwickelt für intuitive Touch-Interaktion und optimierte Arbeitsabläufe. Sie bietet vorinstallierte Prüfmethoden, QuickTest für eine schnelle Einrichtung, verbesserten Datenexport und Instron Connect für die direkte Servicekommunikation. Anwender von Bluehill 2 und Bluehill 3 können problemlos auf die neueste Version upgraden, um die Leistung und Benutzerfreundlichkeit zu verbessern.

  • Produkte
  • 02/26/2017
  • 2.37 MB

Fahrwerk & Karosserie

Fahrwerk & Karosserie

Automotive

Bumper Impact Testing

Bumper Impact Testing

To understand the impact resistance properties of bumper materials, a series of tests on specimens should be conducted, in plaque form, at varying impact energies, velocities, and temperatures.

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Chassis and Body High Strain Rate Testing

Chassis and Body High Strain Rate Testing

As the body is the first point of impact during a car crash, modern designs have incorporated features such as crumple zone to absorb most of the initial impact, reducing the force that will reach the passengers.

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Composite Laminates Compression After Impact Testing

Composite Laminates Compression After Impact Testing

Compression After Impact test (CAI) is used to define the damage resistance of composites after an Impact event. An impact on composite laminate panel may result in no visible external damage, but it may generate a dramatic reduction of compressive strength. The design of automotive parts using composite materials should consider the effects of impact on the material properties.

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Composite Laminates Tensile Testing

Composite Laminates Tensile Testing

A wide range of new materials are being used to decrease the weight of vehicles and reduce emissions. Of these new materials continuous carbon fiber polymer composites offer great potential for producing lightweight structures, however, there are many barriers to their widespread adoption.

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Crash Simulation

Crash Simulation

Over the past 20 years, the importance of occupant protection in the development of automobiles has greatly increased. Tighter legal requirements and consumer protection programs have led to significant innovations in the area of active and passive safety.

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Exhaust Line Durability Test

Exhaust Line Durability Test

The investigation of the durability of complex assemblies and structures such as vehicle exhaust lines is an essential part of the vehicle development processes conducted by automotive manufacturers and component suppliers.

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Exhaust Mount Fatigue Testing

Exhaust Mount Fatigue Testing

Instron® provides simple to use software with built-in DMA calculations, it is quick and easy for users to setup and run tests, saving more time to analyze the data.

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Fatigue Testing

Fatigue Testing

Fatigue performance has always been important in automotive design, where the sources of cyclic loading and vibration are many and varied.

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Full Vehicle Testing

Full Vehicle Testing

Loads caused by driving maneuvers, e.g. Longitudinal, braking and lateral forces can only be detected by a multi-test system test stand, such as full vehicle test rig.

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Elektronik

Elektronik

Automotive

Elektronik

Bend Test on PCB

Bend Test on PCB

AEC-Q200-005-REV (A) defines the standard for verifying the bond strength of surface mount components on finished printed circuit boards (PCBs) to understand their ability to withstand bending, flexing, and pulling forces.

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Button and Switch Compression Testing

Button and Switch Compression Testing

In today's automobiles, a single click of a button or switch is used everywhere, including starting the engine, dashboard controls for entertainment and diagnostic information, and advanced door locking systems.

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Display Panel Testing

Display Panel Testing

As infotainment display panels and screens are becoming standard features in many automobiles, it is important for manufacturers to understand their mechanical reliability.

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Electrical Wire and Insulation Tensile Testing

Electrical Wire and Insulation Tensile Testing

Automotive assemblies today are full of various electrical wires and cable harnesses required to transmit power and other signals to control engine operations, the on-board diagnostic computer, fuel injection system, auxiliary lights, dashboard controls, and the increasingly common infotainment system.

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Terminal Strength Test

Terminal Strength Test

The Automotive Electronics Council (AEC) has defined standards that are critical for qualifying electrical components used in automobiles. Due to the exponential increase in applications of microelectronics in automobiles, these standards are of extreme importance.

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Antriebsstrang & Federung

Automotive

Antriebsstrang & Federung

Räder & Reifen

Automotive

Räder & Reifen

Interieur

Automotive

Interieur

Passive Sicherheit

Automotive

Passive Sicherheit

Verbindungstechnologien

Automotive

Verbindungstechnologien

Motor

Crash Simulation

Automotive

Crash Simulation

Über die letzten 20 Jahre ist die Bedeutung des Insassenschutzes bei der Entwicklung von Automobilen stark in den Vordergrund getreten.

Verschärfte gesetzliche Anforderungen und Verbraucherschutzprogramme  haben bedeutende Innovationen im Bereich der aktiven und passiven Sicherheit hervorgebracht. Die passive Sicherheit konzentriert sich im Wesentlichen auf die Entwicklung von Methoden und Vorgaben die die schwere von Verletzungen die durch einen Unfall entstehen können drastisch vermindern.

Verschärfte gesetzliche Anforderungen und Verbraucherschutzprogramme haben bedeutende Innovationen im Bereich der aktiven und passiven Sicherheit hervorgebracht Unsere Crash Simulationsanlagen sind wichtig für die Entwicklung von Sicherheitssystem, um diesen Ansprüchen gerecht zu werden.

Challenge

automotive

Die Umsetzung dieser Methoden und Vorgaben stellen für die Automobilisten und deren Zulieferer extrem hohe Anforderungen dar. 

Bei der Entwicklung von Sicherheitskomponenten wie Airbags, Sicherheitsgurte, Sitze etc. muss ein breites Spektrum an Crashszenarien muss zeitnah  abgebildet und geprüft werden können.

Neben Modellbildung und Test eines Gesamtsystems im realen Crashtest kommt der Crash Simulationsanlage, auch Schlittenanlage genannt ein hoher Stellenwert bei der Komponentenentwicklung zu.

Heute müssen diese Crash Simulationsanlagen neben der zur Prüfung erforderlichen Leistungsfähigkeit einen effizienten und produktiven Prüfprozess gewährleisten.  Nur so können diese Instrumente die Entwicklung von Sicherheitssystem optimal unterstützen.

SOLUTION

automotive

Im Bereich der passiven Sicherheit ist die Instron GmbH der Marktführer mit über 75 installierten Crash-Simulationsanlagen. Neben den gängigen Applikationen wie Frontal-, Offset- und Heckaufprall hat sich die aktiv geregelte Pitchbewegungs- Simulation für Frontalversuche als herausragende Spitzentechnologie im Feld bewährt. Beschleunigungs-Schlittenanlagen von Instron werden für die Entwicklung und Zulassung von Fahrzeugsicherheitssystemen und Fahrzeugteilen sowie zur Untersuchung von Werkstoff- und Strukturverhalten bei Crashvorgängen eingesetzt.

75 verkaufte Anlagen sind ein Garant für Innovation, Leistungsfähigkeit und Qualität. Innovative und einzigartige Lösungen für aktuelle und zukünftige Aufgabenstellungen erhöhen die Produktivität und gewährleisten einen effizienten Testbetrieb.

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Ganzfahrzeugprüfstand

Automotive

Ganzfahrzeugprüfstand

THE CHALLENGE

full vehicle

Ever-shorter development cycles for cars and commercial vehicles impose significant time constraints on producers and developers. A multitude of functional and durability tests have to be conducted on prototypes, during which components or sub-systems of the final vehicle are analyzed on a variety of different component and multi-axial test facilities.

Testing of full vehicles is required to validate the vehicle structure and is often carried out on 4-poster systems. However, purely vertical excitation will not reveal all weak points in the vehicle structure. Complex chassis designs and monocoque structures necessitate increasingly precise and, above all, repeatable reproduction of road loads in the laboratory. This requires realistic input of all forces and moments encountered during a track test and the integration of all active vehicle components.

Our Solution

full vehicle

Instron's spindle coupled full-vehicle test rig enables brake, camber and steering moments to be introduced into the dummy wheels, in addition to vertical, longitudinal and lateral loads, thus providing the capability to reproduce even harshest road conditions and severe driving maneuvers in the test laboratory under conditions closely resembling actual road-driving conditions.

The use of an advanced electronic controller allows the synchronous control of active vehicle components in addition to the accurate reproduction of road load data at the wheel. To react braking forces or driving maneuvers, vehicle body restraint systems or longer stroke test systems are available.

Abgasanlagenprüfung

Automotive

Abgasanlagenprüfung

CHALLENGE

automotive

Die Untersuchung der Betriebsfestigkeit komplexer Baugruppen und Strukturen wie bspw. Fahrzeugabgasanlagen ist ein wesentlicher Teil des Entwicklungsprozesses bei Kfz-Herstellern und Komponentenlieferanten. Fahrzeugbelastungen die typischerweise durch den Verbrennungsprozess, Schaltvorgänge und die Bremswirkung des Motors, sowie aus den Fahrmanövern resultieren, müssen realitätsgetreu simuliert werden. In Anbetracht immer kürzerer Entwicklungszeiten und der Forderung nach langen Garantiezeiten, ist die Durchführung der realitätsnahen Laborprüfungen an Abgasanlagen unerlässlich.

Solution

exhaust line test

ARTEL wurde speziell für Langzeit-Ermüdungsversuche an kompletten Abgasanlagen entwickelt und ermöglicht durch thermische und mechanische Wechselbeanspruchung die realitätsgetreue Simulation von Betriebslasten im Straßenverkehr. Der Rütteltisch, auf dem der Motordummy aufgebaut, ist besitzt sechs Freiheitsgrade und erlaubt die Simulation der Motorschwingungen. Zur Erzeugung der Längs- und Querschwingungen stehen auf einer separaten Aufspannplatte drei bis fünf Portale mit den zugehörigen Hydraulikzylindern bereit. Zur schnellen und komfortablen Montage der Abgasanlagen im Prüfsystem sind die Portalarme mit Linearmotoren ausgerüstet, wodurch die Aufhängepunkte den realen Befestigungsstellen am Fahrzeug entsprechen.

Prüfung von Verbundwerkstoffen

Automotive

Prüfung von Verbundwerkstoffen Bestimmung der statischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen

CHALLENGE

automotive

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

automotive

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).

Hohe Produktivität mit gleichbleibend präzisen Ergebnissen

Challengeautomotive

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.

Solutionautomotive

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.

Schlagprüfung von Stoßfängern

Automotive

Schlagprüfung von Stoßfängern

The Challenge

Bei der Schlagprüfung von Kunststoffbauteilen, wie sie in Kraftfahrzeugen und Motorrädern eingesetzt werden, wird deren Reaktion auf einen plötzlichen, mit hoher Geschwindigkeit einwirkenden mechanischen Schlag untersucht. Damit werden wichtige, sicherheitsrelevante Informationen gewonnen. Belegt wird dies durch zahlreiche Studien von Automobilherstellern. Um einen Stoß, wie bspw. einen unbeabsichtigten Aufprall bei niedriger Geschwindigkeit, abzudämpfen, müssen sich diese Bauteile flexibel verformen können. Gleichzeitig müssen diese aber auch in der Lage sein, bei einem größeren Aufprall zu brechen und einen Teil der Aufprallenergie abzuleiten.

Diese Eigenschaften der Werkstoffe müssen bei unterschiedlichen Temperaturen und Einsatzbedingungen untersucht werden.

Our Solution

Zur Untersuchung der Schlagfestigkeit von Werkstoffen für Stoßfänger muss eine Reihe von Prüfungen an Proben in Plattenform mit unterschiedlichen Schlagenergien, Geschwindigkeiten und Temperaturen durchgeführt werden. Nach Erfassung dieser Daten am Rohmaterial kann dann der fertige Stoßfänger unter den gleichen Bedingungen geprüft werden. Durch Verwendung einer voll instrumentierten Schlagfinne und eines Datenerfassungssystems kann anhand der Veränderungen in der Kraft-Verformungs-Kurve während der Prüfung bewertet werden, wie sich der Stoßfänger bei einem Aufprall verhält.

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Prüfung von Displays

Automotive

Prüfung von Displays

Challengeautomotive

Displays müssen jahrelangem Gebrauch und auch Missbrauch standhalten. Deshalb müssen Displays strengen Prüfungen unterzogen werden, um ihre Haltbarkeit zu gewährleisten. Druckprüfungen müssen an mehreren Stellen auf dem Anzeigefeld durchgeführt werden, was in der Vergangenheit extrem zeitaufwändig war. Außerdem müssen Biegeprüfungen durchgeführt werden, in manchen Fällen bis zum Bruch. Displays können manchmal völlig unerwartet brechen, und es kann in manchen Fällen schwierig sein, den Bruch zu erkennen. All diese Faktoren machen die Prüfung von Displays zu einer anspruchsvollen Aufgabe.

Solutionautomotive

Instron® bietet einen X/Y-Probentisch an, mit dem das Display verfahren wird, so dass Druckprüfungen an mehreren Stellen durchgeführt werden können. Der Probentisch wird an verschiedene durch den Bediener mit Hilfe des Multi-Test-Moduls der Software Bluehill® Universal eingestellte Punkte gefahren. Anschließend erfolgt die Prüfung automatisch, wobei alle Punkte in einem einzigen Durchgang mit hoher Geschwindigkeit angefahren werden. Alternativ kann der X/Y-Probentisch auch mit der software gesteuert werden. Dabei wird, falls gewünscht, jeder Punkt als separate Probe behandelt. Taststifte unterschiedlicher Größen stehen ebenfalls zur Verfügung.

Mit einer Vielzahl von Biegevorrichtungen kann Instron praktisch alle Anforderungen an die Biegeprüfung von Displays erfüllen. Das Angebot beinhaltet sowohl 3-Punkt- als auch 4-Punkt-Biegevorrichtungen, optional mit festem oder einstellbarem Auflagerabstand. Mit einer Reihe von Optionen lassen sich die Vorrichtungen anwendungsspezifisch anpassen. Und wenn Sie spezielle Anforderungen haben, kann die In¬stron Custom Solutions Group gemeinsam mit Ihnen eine Vorrichtung nach Ihren Vorgaben entwickeln.

Das TestCam-Modul für die Aufzeichnung und Wiedergabe der Prüfung ermöglich die visuelle Analyse des Versagens und dessen Korrelation zu den Prüfdaten. Mit Echtzeit-Hochgeschwindigkeits-Videoaufzeichnungen und deren Wiedergabe gewinnen Sie einen detaillierten Einblick in das Bruchverhalten des Displays.

CAI-Prüfung von Verbundwerkstoffen

Automotive

CAI-Prüfung von Verbundwerkstoffen

CHALLENGE

automotive

Verbundwerkstoffe haben hervorragende mechanische Eigenschaften (Festigkeit und Steifigkeit) bei geringerem Gewicht als Metallbauteile, können aber eine schlechtere Toleranz gegenüber einer Schädigung durch ein Schlagereignis aufweisen. Die Schädigungsarten können komplex und die Formen unregelmäßig sein, und die Schädigungen können alle Schichten einer Struktur betreffen. Außerdem können solche Schäden äußerlich kaum oder gar nicht zu sehen sein.
Schlagereignisse mit niedriger Schlagenergie können dabei als am gefährlichsten angesehen werden, da die dadurch verursachten Schäden bei routinemäßigen Sichtprüfungen der betroffenen Oberfläche häufig unentdeckt bleiben. Auch Schlagenergien, die keine sichtbaren Schäden am Bauteil hervorrufen, können bereits einen signifikanten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Materials haben.

Die Untersuchung der Schädigungstoleranz von Laminaten und der Auswirkung verschiedener Schlagenergien auf die Restfestigkeit ist daher von ausschlaggebender Bedeutung.

Solution

automotive

Mit dem Instron®-Fallwerk 9450 können die Schädigungstoleranz der Laminate und die Auswirkungen unterschiedlicher Schlagenergien auf die Restfestigkeit untersucht werden. Die Durchführung einer CAI-Prüfung an Bauteilen zeigt, dass Werkstoffe auf unterschiedliche Schlagbedingungen unterschiedlich reagieren und ermöglicht Ingenieuren eine möglichst kosteneffektive Konstruktion und Prüfung von Verbundwerkstoffprodukten.
Bei Konfiguration mit einer instrumentierten Schlagfinne, einem Datenerfassungssystem und der entsprechenden Software kann das Kraftsignal aus jedem Schlag erfasst und analysiert werden. Dies hilft Ingenieuren, das Verhalten eines Werkstoffs noch besser zu verstehen. Die zusätzliche Verwendung einer Temperierkammer ermöglicht die Untersuchung des Verhaltens des Werkstoffs in Hochtemperaturumgebungen bis 300°C.

Bend Test on PCB

Automotive

Bend Test on PCB

AEC-Q200-005-REV (A) defines the standard for verifying the bond strength of surface mount components on finished printed circuit boards (PCBs) to understand their ability to withstand bending, flexing, and pulling forces. Electronics assembly manufacturers for automotive OEMs are interested in learning and characterizing bond strength for adhesives that are used to mount and hold the surface mount components and their leads in place on a PCB.

THE CHALLENGE

The standard requires that the finished PCB be held in position upside down on the lower anvils, and for a force to be applied on the target location using an upper anvil. This bending force needs to be applied for 60 seconds (+5 seconds) until a bending deflection of at least 2 mm is achieved. Once the test is completed, a thorough visual inspection must be performed on the flexed component.

Our Solution

Instron® TestCam Video Recording and Playback module, which provides users with a video recording of how the test was conducted and how the specimen failed for post-test evaluation.

Elektrische Drähte und Isolation Zugprüfung

Automotive

Elektrische Drähte und Isolation Zugprüfung

Challengeautomotive

Autombil-Baugruppen sind heutzutage voll mit elektrischen Drähten und Kabelsträngen zur Übertragung von Leistung und Signalen zur Steuerung von Motor, Bordcomputer, Kraftstoffeinspritzanlage, Zusatzbeleuchtung, Bedienelementen auf dem Armaturenbrett und nicht zuletzt des immer häufiger vorhandenen Infotainment-Systems. Diese Drähte verlaufen durch Schutzschläuche, werden mit Gewebeband umwickelt und durch Bleche hindurchgeführt. Bei diesen Handhabungs- und Verarbeitungsvorgängen können Kabel brechen oder beschädigt werden. Außerdem handelt es sich um Fahrzeugelektronik, die im realen Betrieb sowohl hohen als auch niedrigen Temperaturen ausgesetzt ist.

Solutionautomotive

Instron bietet eine Reihe von Spannlösungen für Proben unterschiedlicher Größe. Zum Einspannen von Kabeln und Kabelsträngen werden am häufigsten pneumatische Spannzeuge eingesetzt. Außerdem steht eine Auswahl an Klimakammern zur Verfügung, die über die Software Bluehill® Universal eingestellt oder angesteuert werden können. Funktionen wie Vorheizen oder Vorkühlen gewährleisten, dass die Prüfung innerhalb der spezifizierten Temperaturgrenzen durchgeführt wird. Die Instron Custom Solutions Group entwickelt gemeinsam mit unseren Kunden Lösungen für Anwendungen, bei denen während der Prüfung elektrische Signale gemessen werden müssen. Die Prüfsysteme von Instron bieten mehrere Kommunikationskanäle, mit denen Bluehill Universal das elektrische Signal zusammen mit der Kraft-/Weg-Kurve graphisch darstellen kann.

 

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Druckprüfung von Tasten und Schaltern

Automotive

Druckprüfung von Tasten und Schaltern

Challengeautomotive

In modernen Fahrzeugen werden zahlreiche Funktionen durch Betätigen eines Schalters oder einer Taste gesteuert - vom Starten des Motors über die Bedienelemente für das Fahrzeug-Entertainment und Diagnoseinformationen, bis hin zu modernen Türverriegelungen. Dadurch gewinnt die Prüfung der Funktion von Tasten und Schaltern eine besondere Bedeutung - die Folgen des Ausfalls eines Schalters können dabei gravierend sein, z.B. wenn der Fahrer nicht mehr in der Lage ist, in das Fahrzeug einzusteigen oder es zu starten. Bei der mechanischen Prüfung von Tasten geht es meistens um eine Druckprüfung, bei der die Kraft bestimmt wird, die benötigt wird, um ein elektrisches Signal zu erzeugen. Dies wird auch als Taktilitätsprüfung bezeichnet. Dabei geht es den Zulieferern darum, wie sich ein Tastendruck "anfühlt".

Solutionautomotive

Instron bietet unterschiedliche X/Y-Probentische an, die verfahren werden können, um mehrere Tasten an einer einzigen Probe zu prüfen. Zum sicheren Einspannen der Probe während der Prüfung stehen sowohl Standardlösungen als auch individuell angepasste Lösungen zur Verfügung. Neben den verfügbaren Standard-Taststiften entwickelt die Instron Custom Solutions Group in enger Zusammenarbeit mit Kunden zusätzlich spezielle, an die Probe und die Anwendung angepasste Tastelemente in unterschiedlichen Werkstoffen und Größen. Außerdem bietet Instron eine Mehrpunkt-Druckprüfsoftware an, die ausschließlich für die Prüfung von Schaltern und Tasten mit hoher Geschwindigkeit konzipiert ist. Wichtige Parameter sind dabei Tastenhöhe und Rücklaufhöhe, so dass lange Verfahrwege vermieden werden.

Terminal Strength Test

Automotive

Terminal Strength Test

The Automotive Electronics Council (AEC) has defined standards that are critical for qualifying electrical components used in automobiles. Due to the exponential increase in applications of microelectronics in automobiles, these standards are of extreme importance. AEC-Q200-006-REV (A) defines the standard for verifying component terminal strength in order to withstand axial stresses that are likely applied from the manufacturing process of finished printed circuit boards (PCBs). Electronics assembly manufacturers and OEMs are interested in understanding the solder joint strength of leads of a surface mount device (SMD) bonded to a PCB or other substrate.

THE CHALLENGE

The standard requires a force to be applied on the component axially for 60 seconds, which results in shearing the component. This force should be applied gradually, and should not induce shock on the component.

Our Solution

Instron® offers a dedicated Die Shear Fixture that can be used in single or dual column systems to meet the AEC Q200-006 (A) standard. The fixture has the capabilities to hold a finished PCB in position and shear the target SMD. The adjustable holder of this fixture can account for the various sizes of PCBs, and the linear rail helps the operator to center the shear tool on the component. Different sizes of shear tools are offered based on the dimensions of the SMD.Bluehill® Universal software is used to create test methods as per the standard requirements.

Ermüdungsprüfung von Gummilagern

Automotive

Ermüdungsprüfung von Gummilagern

CHALLENGE

automotive

Angesichts steigender Anforderungen der Kunden an Qualität und Zuverlässigkeit wird es immer wichtiger, dass alle Bauteile umfassend geprüft werden. Gummilager wie diejenigen, mit denen Motor und Antriebsstrang eines Fahrzeugs auf dem Fahrwerk gelagert sind, werden zur Schwingungsminderung, zum Schutz des steifen Rahmens und zur Verbesserung des Fahrkomforts benötigt. Das für diese Bauteile verwendete Elastomer-Material unterliegt einem natürlichen Alterungsprozess. Die Simulation der realen Einsatzbedingungen ist von ausschlaggebender Bedeutung, um sicherzustellen, dass das Bauteil die Erwartungen des Entwicklers erfüllt. Die Wahl der richtigen Steuerungsparameter für die zuverlässige Durchführung dieser Prüfungen kann schwierig sein und erfordert ein leistungsstarkes Prüfsystem.

SOLUTION

automotive

Immer häufiger setzen Ingenieure das ElectroPuls®-Prüfsystem zur effizienten Durchführung aussagefähiger Ermüdungsprüfungen ein, um dadurch detaillierte Kenntnisse des Ermüdungsverhaltens von Gummilagern zu erhalten. Mit diesen Tests werden nicht nur die Bauteile durch Simulation der Bedingungen im realen Fahrbetrieb validiert, sondern auch Daten über die Dämpfungseigenschaften des Materials gewonnen. Die Lager werden dabei bei unterschiedlichen Wegamplituden mit auf- und absteigenden Frequenzen geprüft, die die Bedingungen simulieren, denen die Komponenten im Fahrzeug ausgesetzt sind. Die patentgeschützte steifigkeitsbasierte automatische Optimierungsfunktion des ElectroPuls-Systems vereinfacht die Auswahl der richtigen Steuerungsparameter für diese Prüfungen und optimiert innerhalb von Sekunden die Steuerungsparameter. Instron bietet eine anwendungsfreundliche Software mit automatischen DMA-Berechnungen, die das Einrichten und Durchführen der Prüfungen vereinfachen und beschleunigen, so dass mehr Zeit zum Analysieren der Daten bleibt.

Chassis and Body High Strain Rate Testing

Automotive

Chassis and Body High Strain Rate Testing

In the automotive sector, development in chassis and body of vehicles is driven by two main aspects, safety, and lightweighting. As the body is the first point of impact during a car crash, modern designs have incorporated features such as crumple zone to absorb most of the initial impact, reducing the force that will reach the passengers. With this in mind, it is essential to understand material behavior under high strain rate, especially during development cycles of metals, alloys, and composites that may be used in chassis or body design. On the other hand, lightweighting provides better fuel economy for the car, decreases component wear and hence provide a much more competitive product overall. Therefore, characterizing how material properties change under high strain rate is important in order to find the optimum design maximizing safety and lightweighting.

Sheet Metal High Strain Rate Testing

The ChallengeChallenge

When considering the crashworthiness of components, testing in high strain rates is essential. As investigated by numerous research, mechanical properties of materials differ drastically under quasi-static conditions and high strain rates. Therefore, accurate data on strain rate dependence of material behavior will provide more realistic computer simulation and evaluation of crashworthiness of structures, whether it is during the development of new alloys or testing automotive components.

Our SolutionVHS High Strain Rate with DIC Camera Setup

To meet the challenges of high strain rate testing, Instron has been the market leader in manufacturing high strain rate testing machines for over 20 years, advancing high strain rate research and testing capabilities on metals with suitable technologies. For testing metals and high-performance alloys, Instron offers a range of VHS systems that can perform tests that will be suited to your application up to a maximum test velocity of 25 m/s, which translates to testing conditions from quasi-static up to a strain rate of 1000/s. Instron also offers fast jaw or slack rod tensile gripping solutions to ensure gripping at test velocity and DIC integration that will provide non-contact strain measurement with the capacity for dedicated strain gauge channels.

 

Composite High Strain Rate Testing

The ChallengeComposites Laminates Compression Challenge

When conducting material research for lightweighting, composites are good alternatives to conventional materials such as steel and aluminum, as composites, in general, have a high strength to weight ratio. However, due to the nature of the material being more complex structurally, they possess very different mechanical properties when subject to high strain rate. In conjunction with manufacturing limitations in making dog bone specimen, testing of composites under high strain rate is more complex than that of metals and alloys. Therefore, having an accurate and reliable testing machine and a gripping solution is essential in driving composite research in the automotive industry.

Our SolutionHigh Strain Rate VHS Testing System with Fast Jaw Grips

For testing composites, Instron provides a range of 8800 High Strain Rate that are suitable for testing composites. Instron also offers fixtures that will be compatible with a composite specimen. Using plasma spray, dowel pin, and pyramid jaw faces, it will provide ample gripping force without inducing surface tear on the composite specimen, in turn preventing failure near grip face. Also, as strain gauges cannot be welded onto composite materials, a high strain rate testing machine with full DIC integration is invaluable in providing a non-contact solution to perform accurate strain measurements.

Seatbelt High Strain Rate Test

Automotive

Seatbelt High Strain Rate Test

In the automotive field, the safety of passengers is key and many research and development efforts have been put to ensure each critical safety component is tested and up to standard. Seatbelts play a big role in car safety as it decreases the momentum of passengers, reducing the force of secondary impacts with interiors and prevents passengers from being ejected from a vehicle in a crash or a sudden stop. 

The Challengecar seatbelt

In the automotive field, the safety of passengers is key and many research and development efforts have been put to ensure each critical safety component is tested and up to standard. Seatbelts play a big role in car safety as it decreases the momentum of passengers, reducing the force of secondary impacts with interiors and prevents passengers from being ejected from a vehicle in a crash or a sudden stop. This greatly reduces the risk of major injuries when used in conjunction with other safety features such as airbags and shock absorbing mechanism in dashboards and steering wheel columns. In addition to tensile strength and durability of seatbelts, the behavior of seatbelt materials under high strain rate is a topic of interest, as polymers exhibit different mechanical properties under high strain rate impact during crashes without breaking.

Our SolutionHigh Strain Rate VHS Testing System with Slack Rod Grips

In order to meet the challenges of characterizing high strain rate behavior of seatbelt material, Instron developed a long stroke variation of the High Strain Rate Testing System VHS. Its static capacity sits at 35 kN, dynamic capacity at 50 kN with a nominal stroke of 600 mm and a maximum test velocity of 20 m/s, which is sufficient for more compliant polymeric components. We have also developed accompanying custom grip fixtures and incorporating DIC onto the system as a non-contact strain measurement system, offering an integrated solution for testing compliant materials under high strain rate.

 

 

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Zugprüfung von Kunststoffen bei hohen oder niedrigen Temperaturen

Automotive

Zugprüfung von Kunststoffen bei hohen oder niedrigen Temperaturen

Aufrechterhaltung der Probentemperatur

In der Fahrzeugentwicklung ist die Kenntnis des Verhaltens eines Werkstoffs sowohl bei Umgebungstemperatur als auch bei normaler Betriebstemperatur von besonderer Bedeutung. Zahlreiche Zulieferer der Automobilindustrie schreiben bestimmte Temperaturen vor, die alle Bauteile erreichen müssen, z.B. -30°C bis 80°C. Manche Motor- und Getriebekomponenten können jedoch wesentlich heißer werden. Um das Verhalten eines Werkstoffs zu verstehen, muss dieser bei der Prüfung diese hohen Temperaturen erreichen.

CHALLENGE

automotive

IUm das Verhalten eines Werkstoffs bei hohen Temperaturen zu analysieren, muss dessen Temperatur nach Erreichen der gewünschten Temperatur genau geregelt werden.

Solution

automotive

Die Klimakammern Serie 3119-600 erlauben die präzise Steuerung der Temperatur im Bereich von -150°C bis 600°C (-240°F bis 1110°F) und eignen sich daher für praktisch alle Werkstoffe im Motorraum. Mit optionalen Rollenhalterungen kann die Klimakammer leicht in den und aus dem Prüfraum heraus gefahren werden, so dass ein einfacher Wechsel zwischen Prüfungen bei Umgebungstemperatur und bei hohen oder niedrigen Temperaturen möglich ist. Die Haltezeit lässt sich in der Software Bluehill® Universal automatisch einstellen; nach deren Ende beginnt die Prüfung. Mit dem TestProfiler können während einer einzigen Prüfung mehrere Temperaturen unter unterschiedlichen Belastungen angefahren werden.

Dehnungsmessung bei Temperaturen oberhalb oder unterhalb der Umgebungstemperatur

CHALLENGE

automotive

Bei der Durchführung von Prüfungen in einer Klimakammer kann die Berechnung des E-Moduls von Kunststoffen bei Verwendung eines konventionellen Ansetz-Dehnungsaufnehmers schwierig sein. Um den Dehnungsaufnehmer während der Prüfung abzunehmen, muss die Tür der Klimakammer geöffnet werden. Dies kann zu einer Temperaturschwankung während der Prüfung führen, wenn Luft mit Umgebungstemperatur in die Kammer einströmt.

Solution

automotive

Das Advanced Video Extensometer (AVE 2) arbeitet durch das optisch hochwertige Glas der Frontscheibe der Klimakammern Serie 3119-600 hindurch. Es handelt sich um einen berührungslos arbeitenden Video-Dehnungsaufnehmer, mit dem die Dehnung bis zum Bruch gemessen werden kann. Ein Öffnen der Klimakammer während der Prüfung ist deshalb nicht mehr erforderlich, was die Sicherheit des Bedieners erhöht und eine präzise Dehnungsmessung während der gesamten Prüfung ermöglicht.

 

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Frontalaufprall Simulation

Automotive

Frontalaufprall Simulation

CHALLENGE

front crash

Die Entwicklung und gegenseitigen Abstimmung von Frontal- Rückhaltesystemen wird auf der Basis von internationaler Crash-Gesetzen und Vorschriften sowie den internationalen Verbraucherschutztests im Rahmen der NCAP Anforderungen durchgeführt. Im realen Crash Versuch werden Crash-Pulse (Beschleunigungs-Zeitverläufe) eines Frontalaufpralls ermittelt die nachfolgend zur Crash Simulation auf Beschleunigungs-Schlittenanlagen eingesetzt werden.Auf diesen Beschleunigungs-Schlittenanlagen wird die fachgerechten Auslegung und gegenseitige Abstimmung von den jeweiligen Sicherheitskomponenten wie z.B.: Airbags, Sitzen, Kindersitzen, Rücksitzen, Gurte und Gurtkraftbegrenzer, Kniepolster, Lenksäulen, etc. durchgeführt.
Aufgrund der Vielzahl der Anforderungen und der hierdurch erforderlichen hohe Anzahl von Testläufen müssen moderne Beschleunigungs-Schlittenanlagen ein Höchstmaß an Effizienz und Produktivität erlauben.

Solution

front crash

Instron`s Beschleunigungs-Schlittenanlagen Typ CSAadvanced erlauben unter anderem die Durchführung von Dynamischer Sitzprüfung, Frontal Crash Simulation mit synchronisierter und aktiv geregelter Fahrzeug Pitch-Bewegung oder die Prüfung von Ladungssicherungssystemen.
Durch minimale Ladezeiten und einen hohen Automatisierungsgrad ist die Instron Beschleunigungs-Schlittenanlagen in der Lage, alle 10 Minuten schussbereit zu sein. Durch intelligente Lösungen zum schnellen Test-Set-Up Wechsel (z.B.: 2-Piece Sled oder Palettensysteme für 1-Piece Sled) sind jährliche Versuchzahlen von über 2000 Test möglich.Zusätzlich ermöglicht CrashSim-Office das Importieren und Bearbeiten von Crash Pulsen bis hin zur Generierung des dazugehörigen Drive-Signales eines Versuches außerhalb des Prüflabors ohne dass die Schlittenanlage zur Validierung der Machbarkeit eines neuen Testpulses verwendet werden muss. All diese Features machen die Instron Beschleunigungs-Schlittenanlage CSAadvanced zu einem höchst produktiven und mächtigen Entwicklungswerkzeug.

 

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Seitenaufprall- und Whiplashversuche

Automotive

Seitenaufprall- und Whiplashversuche

CHALLENGE

side crash

In der Fahrzeugentwicklung spielt die Sicherheit der Fahrzeuginsassen eine bedeutende Rolle. Neben Frontalaufprall (Full Width Frontal und Offset Frontal) erfordern die internationalen anzuwendenden Crash-Gesetze und Vorschriften sowie die in vielen Ländern etablierten Verbraucherschutz Programme (NCAP) die Durchführung von weiterführenden Crash Versuchen zur Sicherstellung der Fahrzeugsicherheit. Hierbei werden Fahrzeuge speziell im Hinblick auf Seiten- und Pfahl-Aufprall sowie auf mögliches Schleudertrauma beim Heckaufprall im Whiplash-Test auch Low Speed Rear Impact genannt beurteilt.

Solution

side crash

Die Beschleunigungs-Schlittenanlagen von Instron erlauben unter anderem die Durchführung von Barrieren Seitenaufprall (MDB), Pfahl-Seitenaufprall (Pole) sowie den Whiplash-Test - Heckaufprall bei niedrigen Geschwindigkeiten.Für die Barrieren Seitenaufprall Simulation wird eine servohydraulisch betätigte Zusatzeinrichtung eingesetzt die es erlaubt die im Seitenaufprallversuch auftretenden „negativen“ Beschleunigungen abbilden zu können. Weiterhin stehen spezielle Schlitten-Testaufbauten zur Verfügung die es ermöglichen die eingesetzten Dummies so zu belasten, dass die Einhaltung der Limits der anzuwendenden Schutzkriterien für Kopf, Schulter, Brust, etc. geprüft werden können.Der Whiplash-Test wird im sogenannten Ein-Speicher-Niederdruckbetrieb durchgeführt. Diese Betriebsart ermöglicht die Einhaltung der verschärften Pulskorridore der EuroNCAP Vorgaben.
Die Anwahl dieser unterschiedlichen Versuchsarten erfolgt per Mausklick. Alle erforderlichen Änderungen der den Versuchsarten zugeordneten Parametern und der hydraulischen Systemeinstellungen erfolgen voll automatisiert durch die Systemsoftware RS CrashSim.

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Betriebsfestigkeitsprüfung

Automotive

Betriebsfestigkeitsprüfung

CHALLENGE

automotive

Ein Automobil soll wenig Kraftstoff verbrauchen, ein gewisses Maß an Komfort mitbringen sowie zuverlässig und sicher sein. Automobilhersteller, Zulieferer und Ingenieure sind bestrebt, diesen hohen Ansprüchen gerecht zu werden.Ein Auto besteht im Durchschnitt aus 10.000 Einzelteilen. Während seiner Lebenszeit wirken die unterschiedlichsten Belastungen auf alle Fahrzeugkomponenten. Über die Laufzeit ermüden oder verschleißen diese Bauteile mit dem Resultat, dass die angestrebte Sicherheit und Zuverlässigkeit nicht mehr gewährleistet ist.Schwingende Beanspruchung hervorgerufen durch z.B.: durch Schlechtwegstrecken können an den Bauteilen Anrisse oder Versagensbrüche verursachen was zu schwerwiegenden Unfällen mit Personenschäden führen kann. Heute führen Automobilisten und deren Zulieferer umfangreiche Funktions- und Lebensdauerprüfungen von Komponenten oder ganzen Systemen durch, um Personen- Sach- und Umweltschäden durch Bauteilversagen auszuschließen.

Solution

automotive

Instron bietet umfassendes Know-how im Bereich der Nutzlast-Simulation, Komfort- und Vibrationstests im Bereich der Prüfung von Personenkraftwagen, Bussen, Lastkraftwagen oder Spezialfahrzeugen.Die angebotenen Lösungen bieten ein breites Spektrum vom einfachen, einkanaligen Bauteiltest bis hin zu komplexen Prüfsystemen, die die Simulation aller Betriebsbelastungen auch unter Umweltbedingungen ermöglichen.Das modulare Konzept ermöglicht die individuelle Anpassung der einzelnen Prüfstandskomponenten an die jeweiligen Anforderungen der jeweiligen Anwendung.

Biegeprüfung von Metallblechen

Automotive

Biegeprüfung von Metallblechen

Biegeprüfungen erlauben wichtige Rückschlüsse auf das Verformungsverhalten und den Schädigungswiderstand von Metallen, nicht nur während des Formgebungsvorgangs, bei dem überwiegend Biegeverformungen auftreten, sondern auch bei einem Aufprall.
Eine genaue Kenntnis der Verformbarkeit von Metallen ist bei der Entwicklung und Fertigung von Kraftfahrzeugen von ausschlaggebender Bedeutung. Typische Kennwerte für die Verformbarkeit eines Materials sind das plastische Dehnungsverhältnis (r-Wert) und der Verfestigungskoeffizient (n-Wert). Biegeprüfungen erlauben wichtige Rückschlüsse auf das Verformungsverhalten und den Schädigungswiderstand von Metallen, nicht nur während des Formgebungsvorgangs, bei dem überwiegend Biegeverformungen auftreten, sondern auch bei einem Aufprall.

CHALLENGE

automotive

Zahlreiche Faktoren können die Ergebnisse einer Prüfung beeinflussen, und es ist wichtig, diese so weit wie möglich zu reduzieren, um präzise und vergleichbare Ergebnisse zu gewinnen. Beim Umschlagbiegen zum Beispiel muss die Biegevorrichtung eine hohe Steifigkeit haben und sicher befestigt sein, um die Auswirkungen der während des Biegens auftretenden Querkraft zu minimieren.

SOLUTION

automotive

Die Biegevorrichtungen von Instron verfügen über Probenanschläge, die eine präzise und wiederholbare Platzierung der Proben vor Beginn der Prüfung gewährleisten. Während der Prüfung treten an der hoch steifen Vorrichtung nur extrem geringe Bewegungen auf, wenn die Querkräfte bei Einleitung der Druckkräfte in die Biegerollen ansteigen. Durch die Konstruktion der Rollen wird die Reibung zwischen Rolle und Probe beim Biegen minimiert. Darüber hinaus kann die Instron Custom Solutions Group anwendungsspezifische Vorrichtungen für individuelle Anforderungen oder Standards bestimmter Automobilhersteller entwickeln.

Erfüllung unterschiedlicher Spezifikationen

CHALLENGE

automotive

Im Bereich der Biegeprüfung gibt es eine Vielzahl von Anforderungen und Spezifikationen angefangen von ASTM/ISO bis hin zu Normen einzelner Automobil-Herstellern oder Vorschriften von Branchenverbänden wie dem VDA.

SOLUTION

automotive

Eine Vielzahl unterschiedlicher Biegevorrichtungen ermöglicht die Erfüllung unterschiedlichster Anforderungen. Mit einstellbarem Auflagerabstand und einer modularen Konzeption kann für alle Anforderungen eine optimale Konfiguration gewährleistet werden. Wenn eine genauere Wegmessung erforderlich ist, können Induktivaufnehmer oder Dehnungsaufnehmer an den Biegevorrichtungen befestigt und automatisch in die Software Bluehill® Universal integriert werden.

 

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Motorinnendruckprüfung

Automotive

Motorinnendruckprüfung

CHALLENGE

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Hohe Druckspitzen hervorgerufen durch Verbrennungsprozesse im Motor belasten Motorgehäuse, Zylinder und Pleuel und reduzieren deren Lebensdauer bei nicht fachgerechter Auslegung. Zum Lebensdauernachweis dieser Komponenten ist es sinnvoll die auftretenden Kräfte bzw. Drücke im Laborversuch zu simulieren. Somit wird der Entwicklungsprozess verkürzt und die Kosten für eine Neuentwicklung reduziert.

Solution

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Die Instron Hydropuls®-Drucksteuereinheiten die erlauben Simulation von Druckwechselbeanspruchungen am stillstehenden Kolben. Dadurch wird die gleiche Schädigung am Kolbenbolzen erzeugt wie sie in der Praxis durch Biegeverformungen auftreten. Neben der Prüfung von Kolben und Kolbenbolzen können komplette Motorgehäuse mittels Hydropuls®-Drucksteuereinheiten auf Ermüdung geprüft werden.

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Motorinnendruckprüfung

Automotive

Motorinnendruckprüfung

CHALLENGE

internal combustion simulation

Hohe Druckspitzen hervorgerufen durch Verbrennungsprozesse im Motor belasten Motorgehäuse, Zylinder und Pleuel und reduzieren deren Lebensdauer bei nicht fachgerechter Auslegung. Zum Lebensdauernachweis dieser Komponenten ist es sinnvoll die auftretenden Kräfte bzw. Drücke im Laborversuch zu simulieren. Somit wird der Entwicklungsprozess verkürzt und die Kosten für eine Neuentwicklung reduziert.

Solution

internal combustion simulation

Die Instron Hydropuls®-Drucksteuereinheiten die erlauben Simulation von Druckwechselbeanspruchungen am stillstehenden Kolben. Dadurch wird die gleiche Schädigung am Kolbenbolzen erzeugt wie sie in der Praxis durch Biegeverformungen auftreten. Neben der Prüfung von Kolben und Kolbenbolzen können komplette Motorgehäuse mittels Hydropuls®-Drucksteuereinheiten auf Ermüdung geprüft werden.

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Prüfung von Kurbelwellen

Automotive

Prüfung von Kurbelwellen

CHALLENGE

crankshaft

Die Kurbelwelle wandelt Verbrennungskräfte im Zylinder in Drehmomente um, die über die Kupplung an den Antriebsstrang Fahrzeuges bis zum Rad weitergeleitet werden. Die Kurbelwelle wird dabei sehr hohen Torsionsbelastungen ausgesetzt die bei nicht sachgemäßer Auslegung zur Schädigung der Welle bis hin zum Wellenbruch führen können. Zum Festigkeitsnachweis einer Kurbelwelle über den vorgesehenen Lebenszyklus sind Ermüdungsprüfungen unerlässlich.

Solution

crankshaft

Torsionsschwingfestigkeitsprüfungen von Kurbelwellen von Personen – und Nutzfahrzeugen können zuverlässig mit Hydropuls®-Drehzylinder durchgeführt werden. Damit eine große Varianz an Prüfszenarien umgesetzt werden kann, bieten wir Drehzylinder mit unterschiedlichen Drehmomentgrößen an sowie eine Vielzahl an Zubehör das, zum Beispiel, Exzentrizitäten, Fluchtungsfehler oder Probenverkürzung durch Torsion kompensiert. Zur Simulation von Umgebungseinflüssen und Temperatur steht ebenfalls entsprechendes Zubehör zur Verfügung.

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Zugprüfung von Metallen

Automotive

Zugprüfung von Metallen bei Temperaturen oberhalb oder unterhalb der Umgebungstemperatur

Speziell im R&D-Bereich ist ein detailliertes Verständnis des Verhaltens eines Werkstoffs sowohl bei Umgebungstemperatur als auch bei normaler Betriebstemperatur wichtig. Viele Zulieferer haben spezielle Anforderungen hinsichtlich der Temperaturen, die die Bauteile erreichen müssen, z.B. -30°C bis 80°C. Manche Motor- und Getriebekomponenten können jedoch wesentlich heißer werden. Deshalb muss das Material bei diesen Temperaturen geprüft werden, um dessen Verhalten zu verstehen

Aufrechterhaltung der Probentemperatur

CHALLENGE

automotive

Um das Verhalten eines Werkstoffs bei hohen Temperaturen zu analysieren, muss dessen Temperatur nach Erreichen der gewünschten Temperatur genau geregelt werden. Bei Zusatzsystemen oder -bauteilen ist die erforderliche Temperatur nicht so hoch wie beim Motorblock, der wesentlich heißer wird und dessen Temperatur näher am Schmelzpunkt liegen kann, was zu einem Versagen führen kann.

Solution

automotive

Die Klimakammern Serie 3119-600SF-16 eine geteilte Bauweise, die ein schnelles und einfaches Einspannen einer vormontierten Kraftmesskette ermöglichen. Einstellbare Edelstahlverschlüsse verschließen die Ofenhälften während des Betriebs des Ofens, lassen sich aber nach Ende der Prüfung einfach öffnen. Die Temperatur¬haltezeit lässt sich in der Software Bluehill® Universal automatisch einstellen; nach deren Ende beginnt die Prüfung. Mit dem TestProfiler können während einer einzigen Prüfung mehrere Temperaturen unter unterschiedlichen Belastungen angefahren werden.

Dehnungsmessung bei hohen Temperaturen

CHALLENGE

automotive

Die Klimakammern Serie 3119-600 erlauben die präzise Steuerung der Temperatur im Bereich von -150°C bis 600°C (-240°F bis 1110°F) und eignen sich daher für praktisch alle Werkstoffe im Bereich von Motor und Getriebe. Alternativ bieten die für Temperaturen von 1200°C (2200°F) ausgelegten 3-Zonen-Widerstandsöfen SF-16 eine geteilte Bauweise, die ein schnelles und einfaches Einspannen einer vormontierten Kraftmesskette ermöglichen. Einstellbare Edelstahlverschlüsse verschließen die Ofenhälften während des Betriebs des Ofens, lassen sich aber nach Ende der Prüfung einfach öffnen. Die Temperaturhaltezeit lässt sich in der Software Bluehill® Universal automatisch einstellen; nach deren Ende beginnt die Prüfung. Mit dem TestProfiler können während einer einzigen Prüfung mehrere Temperaturen unter unterschiedlichen Belastungen angefahren werden.

SOLUTION

automotive

Abhängig von Ihren Anforderungen und dem verwendeten Ofentyp bestehen für die Dehnungsmessung mehrere Möglichkeiten. Wenn der Ofen eine seitliche Öffnung hat, kann ein seitlich eingeführter Dehnungsaufnehmer verwendet werden. Diese haben üblicherweise lange Keramikarme, wobei der Hauptteil des Dehnungsaufnehmers außerhalb des temperierten Bereichs liegt. Wenn es sich um einen geschlossenen Ofen handelt, ist ein vertikaler, mechanischer Dehnungsaufnehmer wie der W-6183 eine effektive Lösung

 

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Schlagprüfung von Armaturenbrettern

Automotive

Schlagprüfung von Armaturenbrettern

Challenge

automotive

Die Sicherheit der Fahrzeuginsassen steht im Automobilbau an oberster Stelle und ist Haupttriebkraft sowohl in der Forschung und Entwicklung als auch in der Qualitätssicherung. Jedes kritische Bauteil muss geprüft werden. Zur Vergrößerung ihres Marktanteils haben zahlreiche Automobilbauer in den letzten Jahren eine Vielzahl neuer, außergewöhnlicher Funktionen im Fahrzeuginnenraum vorgesehen. Neben der Ästhetik müssen alle diese neuen Funktionen und Elemente der Innenausstattung strengen Vorgaben hinsichtlich Festigkeit, Haltbarkeit und Sicherheit entsprechen.
Die wichtigsten Baugruppen im Fahrzeuginnenraum sind das Armaturenbrett und die darum herum angeordneten Komponenten wie z.B. die Lenksäule, Schalter an der Lenksäule, und Airbags. Bei einem Unfall nimmt das Armaturenbrett einen erheblichen Teil der Aufprallenergie auf, und erforderlichenfalls entfalten sich die Airbags. Armaturenbretter sind so konzipiert, dass sie Stöße dämpfen; sie bestehen im Wesentlichen aus einer Schaumstoffpolsterung und einer Abdeckung aus PVC. Diese Abdeckung muss beim Entfalten des Airbags auf eine ganz bestimmte Art und Weise brechen, um die Insassen zu schützen, ohne zusätzliche Verletzungen zu verursachen.

Solutionautomotive

Um die Reihenfolge zu verstehen, in der die PVC-Abdeckung beim Auslösen des Airbags bricht, werden Schlagprüfungen sowohl an Materialproben als auch an der fertigen Abdeckung durchgeführt. Das Fallwerk 9400 in Verbindung mit standardmäßigen und anwendungsspezifischen Vorrichtungen ist eine hervorragende Lösung für diese Anwendung. Mit einer zusätzlichen thermostatischen Kammer und Hochenergieoptionen können Schlagprüfungen in einem breiten Temperaturbereich und bei unterschiedlichen Schlaggeschwindigkeiten bis 24 m/s durchgeführt. Durch die Untersuchung von Rohmaterial und fertigem Produkt können Ingenieure bewerten, welchen Einfluss Werkstoffauswahl, Konstruktion und Fertigungsprozesse auf die Schlageigenschaften der Abdeckung haben. Solche Prüfungen sind für die Sicherheit der Fahrzeuginsassen absolut unerlässlich.

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Zugprüfung von Kunststoffen

Automotive

Zugprüfung von Kunststoffen

Kunststoffe sind ein weit verbreiteter Werkstoff für die Entwicklung robuster, kundenspezifisch anpassbarer und kostengünstiger Komponenten für den Fahrzeuginnenraum. Dank der Korrosions-beständigkeit des Materials halten die fertigen Bauteile länger und benötigen wenig oder gar keine Wartung. Die Vielseitigkeit von Kunststoffen erlaubt Entwicklern die individuelle Gestaltung von Kfz-Innenräumen zu günstigen Kosten.

Variabilität der Ergebnisse

CHALLENGE

automotive

Für Entwicklungsingenieure ist die genaue Kenntnis der Zugeigenschaften von Kunststoffen von großer Bedeutung, damit sie Vorteile und potentielle Risiken bei der Entwicklung von Lösungen besser bewerten können. Normen wie z.B. die ASTM D638-14 oder ISO 527 enthalten Richtlinien für das Einrichten der Prüfung mit dem Ziel der Gewährleistung der Vergleichbarkeit der Ergebnisse. Eine der größten Schwierigkeiten liegt in der Erzielung wiederholbarer Dehnungswerte und der in den einschlägigen Standards spezifizierten Messgenauigkeit

Solution

automotive

Zur präzisen Dehnungsmessung wird ein Dehnungsaufnehmer benötigt. Die optimale Lösung ist die Verwendung eines automatischen Dehnungsaufnehmers, sei es ein berührungsloser wie das Advanced Video Extensometer (AVE2), oder ein berührender wie der AutoX 750. Beide Aufnehmer reduzieren die Variabilität der Prüfergebnisse verglichen mit Ansetz-Dehnungsaufnehmern. Der Grund hierfür ist, dass diese Aufnehmer im Unterschied zu Ansetz-Aufnehmern nicht vom Bediener angebracht und manuell auf der Probe zentriert werden müssen.

Normkonformität

CHALLENGE

automotive

In vielen Fällen werden die Vorgaben der einschlägigen Normen nicht korrekt befolgt. Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass Kunden häufig einfach nicht bewusst ist, dass sich Normen geändert haben, oder dass sie die Norm falsch interpretieren. Dies kann zum Beispiel zur Folge haben, dass Audits fehlschlagen, dass Zeit verloren geht, um zu klären, warum Ergebnisse unterschiedlicher Labore nicht übereinstimmen, und dass es Verzögerungen in der Produktion gibt.

Ziel jeder Norm ist es, Anweisungen und Richtlinien für eine Prüfung bereitzustellen, damit Ergebnisse vergleichbar werden, und unterschiedliche Unternehmen, Labore oder Bediener eine Prüfung immer auf genau die gleiche Art und Weise durchführen, so dass Ergebnisse vergleichbar werden. Wenn Prüfungen immer wieder unterschiedlich durchgeführt würden, würden wichtige Daten wie z.B. Materialdatenblätter oder Bauteilspezifikationen praktisch unbrauchbar.

Solution

automotive

Damit unsere Kunden die neuesten Standards erfüllen können bieten wir kostenlose Schulungsinformationen für alle Interessierten an. Außerdem haben unsere Anwendungsexperten eine große Zahl von Standardmethoden entwickelt, die in Verbindung mit der Software Bluehill® Universal die Konformität mit den einschlägigen Normen gewährleisten.

 

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Straßensimulation

Automotive

Straßensimulation

Challenge

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Fahrbahnunebenheiten, Schlechtwegstrecken oder das Überfahren von z.B. Bordsteinen setzt ein Fahrzeug den unterschiedlichsten Belastungen aus. Auch Umwelteinflüsse, wie Temperatur oder Sonnenlicht können sich auf die Lebensdauer von Fahrzeugkomponenten auswirken. Die steigenden Anforderungen an Zuverlässigkeit und Komfort während einer Fahrt zwingt die Hersteller zu einer stetigen Weiterentwicklung der Fahrzeuge. Kürzere Entwicklungszeiten und die schnelle Verfügbarkeit von Testergebnissen stellt die Hersteller vor große Herausforderungen

Solution

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Straßensimulatoren von Instron unterstützen den Entwicklungsprozess bereits in einer frühen Phase, um Schwachstellen von Fahrzeugkomponenten und Fahrzeugstruktur unter vertikaler Anregung zu erkennen. Hierdurch werden Erkenntnisse bezüglich Ermüdung, Komfort, Geräuschentwicklung, etc. gewonnen die zur Optimierung des Produktes benötigt werden. Mit dem Straßensimulator können hochdynamische reale und/oder synthetische Vertikalanregungen (Kräfte, Wege und Beschleunigungen) auf das Fahrzeug eingeleitet werden. Die Anregungen sind reproduzierbar und können beliebig oft wiederholt werden.
Ein effizienter Entwicklungsprozess benötigt schnelle, kostengünstige und reproduzierbare Ergebnisse im Hinblick auf Lebensdauer und Qualität des Produktes. Die Instron Straßensimulatoren sind prädestiniert solche Beanspruchungen im Labor nachzubilden und sind somit ein unverzichtbares Werkzeug im modernen und produktiven Entwicklungsprozess.

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Zugprüfung von Metallblechen

Automotive

Zugprüfung von Metallblechen

Weltweit stehen im Automobilbereich die Bemühungen um eine Gewichtssenkung mit dem Ziel der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz und einer daraus resultierenden Senkung der Abgasemissionen im Zentrum der Aufmerksamkeit. Zur Fertigung von Rahmen und Aufbau werden unterschiedliche Stahlsorten verwendet. Zugprüfungen tragen dabei zu einem verbesserten Verständnis der Eigenschaften neuer Werkstoffe bei, die im Automobilbau zum Einsatz kommen.

Unter der Bezeichnung AHSS (Advanced High-Strength Steels) wird eine neue Generation von hochfesten Hochleistungsstählen entwickelt und gefertigt, um die Nachfrage der Automobilindustrie nach hochwertigem Stahl zu befriedigen. Gleichzeitig arbeiten Automobilhersteller auch mit Aluminiumherstellern zusammen, um den Anteil von Aluminium im Automobilbau zu erhöhen. Aluminium zeichnet sich durch eine niedrige Dichte, hervorragende Verformbarkeit, Korrosionsfestigkeit und hohe Festigkeit aus.

Bestimmung der r- und n-Werte

CHALLENGE

automotive

Anlass der Entwicklung in der Blechproduktion ist gegenwärtig die Forderung nach höherer Festigkeit bei möglichst geringem Einfluss auf die Verformbarkeit. Maßgeblich vorangetrieben wird diese Entwicklung hin zu höherer Festigkeit von der Automobilindustrie, die dünnere und leichtere Werkstoffe für die Automobilfertigung benötigt, mit denen der Abgasausstoß insgesamt gesenkt werden kann. Plastisches Dehnungsverhältnis (r-Wert) und Verfestigungskoeffizient (n-Wert) sind wichtige mechanische Eigenschaften, die die Verformbarkeit dieser Metalle bestimmen.

SOLUTION

automotive

In einem Zugversuch können diese Verformbarkeitseigenschaften mit Hilfe der Software Bluehill® Universal automatisch bestimmt werden. Zur Bestimmung des n-Werts muss die Axialdehnung nach Erreichen der Streckgrenze gemessen werden, und muss bei oder zwischen den Dehnungswerten bestimmt werden. Traditionelle berührende Dehnungsaufnehmer werden während der Prüfung abgenommen, und ihr Gesamtmessweg kann eingeschränkt sein. Mit neuester Technologie, z.B. mit dem Advanced Video Extensometer (AVE 2) oder dem AutoXBiax, kann die Dehnung während der gesamten Prüfung mit höchster Genauigkeit gemessen werden. Zur Bestimmung des r-Werts muss auch die Querdehnung gemessen werden, was üblicherweise mit einem zusätzlichen Dehnungsaufnehmer erfolgt. Axial- und Querdehnung können mit beiden genannten Aufnehmern (AVE 2 oder AutoXBiax) gleichzeitig gemessen werden.

Aufrechterhaltung der Dehnungsrate

CHALLENGE

automotive

Die mechanischen Eigenschaften einiger Metalle werden von der Prüfgeschwindigkeit beeinflusst und sind deshalb 'dehnungsgeschwindigkeitsabhängig'. Bei der üblichen Steuerung der Dehnungsgeschwindigkeit oder Traversenverfahrgeschwindigkeit beeinflusst die Gesamtsteifigkeit der Prüfmaschine die Dehnungsgeschwindigkeit, was zu Abweichungen der Prüfergebnisse führt. Die Steuerung der Dehnungsgeschwindigkeit setzt sich daher immer mehr durch, da dadurch die Ergebnisse vergleichbarer werden und die Prüfungen schneller durchgeführt werden können;

Solution

automotive

Die Verwendung eines 'steifen' Prüfrahmens und Spannzeugs ist ausschlaggebend, um die engen Toleranzen der Dehnungsgeschwindigkeit einzuhalten. Die Instron-Steuer- und Regelungstechnologie sorgt in Verbindung mit der Software Bluehill® Universal mit automatischer Regleroptimierung für eine stabile Dehnungsregelung und entspricht den Vorgaben der Normen ISO 6892-1, ASTM E8/E8M und GB/T 228.1.

Vorteile einer Dehnungsregelung

  • Die Prüfergebnisse sind wiederholbarer und vergleichbarer - zuverlässige Ergebnisse unabhängig von der verwendeten Prüfmaschine
  • Höhere Effizienz - Minimierung des Zeitaufwands pro Prüfung und Senkung der Einrichtzeiten
  • Bei Verwendung eines Instron-Prüfsystems muss keine Optimierung mit einer Probe erfolgen
  • Ihr Prüflabor wird zukunftssicher

 

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Bestimmung der HDT und Vicat-Erweichungstemperatur

Automotive

Bestimmung der HDT und Vicat-Erweichungstemperatur

Challengeautomotive

Durch die Verwendung von Leichtbaumaterialien wie z.B. thermoplastischen Kunststoffen kann die immer wichtiger werdende Forderung nach einer Senkung von Fahrzeuggewicht, Kraftstoffverbrauch und Produktionskosten erfüllt werden. Das Innenraumdesign eines Fahrzeugs wird von den Proportionen, der Form und Platzierung von Instrumententafel, Sitzen, Innenraumverkleidungen, Lüfter und Abdeckungen etc. bestimmt. Oberflächentextur, taktiler Eindruck und Steifigkeit sind nur einige der Werkstoffeigenschaften, die bei der Entwicklung des Fahrzeuginnenraums berücksichtigt werden müssen.
Außerdem muss auch die Kurzzeit-Wärmebeständigkeit untersucht werden - im Sommer z.B. können die Temperaturen im Fahrzeuginnenraum leicht auf 50°C (122°F) ansteigen. Wenn der Werkstoff, aus dem das Armaturenbrett hergestellt wird, nicht unter diesen Temperaturbedingungen geprüft wird, kann es zu Verformungen und Beschädigungen kommen.

Solutionautomotive

 

Das HV-System von Instron ermöglicht die Bestimmung der Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) und Vicat-Erweichungstemperatur (VST) sowohl nach ASTM als auch nach ISO. Die Kunststoffprobe wird dabei in ein Flüssigkeitsbad getaucht, in dem die Temperatur gleichmäßig mit einer bestimmten Heizrate (120°C/h oder 50°C/h) erhöht wird. Eine vordefinierte Kraft oder Spannung wird in die Probe eingeleitet, und so die Temperatur bestimmt, bei der die Probe eine bestimmte Durchbiegung (HDT) oder Eindringtiefe (VST) aufweist. Wenn in dieser Prüfung relativ hohe HDT- und VST-Werte gemessen werden, ist das Material für Hochtemperaturanwendungen geeignet. Neben den Volumeneigenschaften können die Ergebnisse von HDT- oder VST-Prüfungen auch Aufschlüsse über die Oberflächeneigenschaften eines Kunststoffs geben. Bei höheren Temperaturen als den mit einer HDT oder VST-Prüfung bestimmten ist zu erwarten, dass eine bleibende Verformung an der Kunststoffprobe auftritt, was zu weiteren Oberflächenschäden führt.

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Biegeprüfung von starren Kunststoffen

Automotive

Biegeprüfung von starren Kunststoffen

Dehnungsmessung

CHALLENGE

automotive

Bei Durchführung einer 3-Punkt-Biegeprüfung nach ASTM D790 ist die aus dem Traversenweg abgeleitete Probenverlängerung ausreichend für die Berechnung der Biegedehnung. Andere Normen, wie z.B. die ISO 178 schreiben aber auch eine direkte Dehnungsquelle oder eine korrigierte Längenänderung für die Bestimmung der Dehnung vor.

Solution

automotive

Wenn eine direkte Dehnungsquelle erforderlich ist, empfehlen wir ein Durchbiegungsmessgerät. Dabei handelt es sich um einen mit einer Feder vorgespannten Stift, der unterhalb der Probe platziert wird. Wenn sich die Probe durchzubiegen beginnt, wird der Stift zusammengedrückt, und die Dehnung kann mit einem geeigneten Dehnungsaufnehmer gemessen werden. Das Durchbiegungsmessgerät ist mit bestimmen Ansetz-Dehnungsaufnehmern, dem Advanced Video Extensometer 2 (AVE 2) und dem automatischen berührenden Dehnungsaufnehmer AutoX750 kompatibel.

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Zug- und Torsionsprüfung von Tasten und Drehknöpfen

Automotive

Zug- und Torsionsprüfung von Tasten und Drehknöpfen

CHALLENGE

automotive

Für Kfz-Hersteller ist Quantifizierung der zum Einrasten, Drehen, Drücken oder Ziehen der verschiedenen Bedienelemente im Fahrzeug erforderlichen Kraft oder des erforderlichen Moments eine wichtige Größe. Unregelmäßig geformte Teile im Fahrzeuginnenraum, wie z.B. Lenkungskomponenten, Scheibenwischer-Bedienhebel oder Drehknöpfe auf dem Armaturenbrett sind häufig klein und das Einspannen kann schwierig sein. Darüber hinaus stellen auch die niedrigen Kräfte und Momente, die benötigt werden, um Bedienelemente auf dem Armaturenbrett zu drehen, ziehen oder zu drücken, besondere Anforderungen an die Prüfausrüstung.

Solution

automotive

Instron bietet eine Reihe von T-Nuten-Tischen und Spannplatten für Ein- und Zweisäulen-Prüfrahmen zum Aufspannen von schwer zu greifenden Komponenten an. Manuelle, seitlich wirkende Schraubspannzeuge eignen sich besonders für diese Anwendungen, weil die Spannflächen versetzt werden können, so dass die Kräfte im Mittelpunkt der Kraftmesskette bleiben. Darüber hinaus steht eine Reihe von austauschbaren Spannbackeneinsätzen zur Optimierung der Kontaktfläche zur Verfügung.Die Messung von niedrigen Kräften und niedrigen Momenten mit biaxialen Kraftaufnehmern stellt besondere Anforderungen. Biaxiale Kraftaufnehmer messen sowohl die Axialkraft als auch das Moment. Das Rauschen eines Kraftaufnehmers wird normalerweise von zwei Faktoren bestimmt: dem Kraftaufnehmer selbst und der zugehörigen Messverstärkerelektronik. Die Konstruktion eines biaxialen Kraftaufnehmers ist normalerweise erheblich komplexer als die eines standardmäßigen, rein axialen Kraft- oder Drehmomentaufnehmers, da es zu wechselseitigen Störungen zwischen den Kanälen kommen kann. Instron bietet Kraftaufnehmer mit unterschiedlichen Nennkräften und Momenten.

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Druckprüfung von Sitzpolsterschaum

Automotive

Druckprüfung von Sitzpolsterschaum

Zyklische Belastung

Die Kfz-Hersteller führen strenge Kontrollen an Polsterschäumen durch, um deren Sicherheit, Haltbar-keit und hohen Sitzkomfort zu gewährleisten. Zur Charakterisierung der Materialeigenschaften in Hinblick auf deren Stützprofil und den langfristigen Sitzkomfort werden unterschiedliche Prüfungen durchgeführt.
Als Sitzpolster werden in der Kfz-Industrie überwiegend Schaumstoffe verwendet. Der Verbraucher ist in ständigem Kontakt mit diesem Material und seine Eigenschaften können seine Zufriedenheit in hohem Maße beeinflussen. Aus diesem Grund führen die Kfz-Hersteller strenge Prüfungen an Polsterschäumen durch, um deren Sicherheit, Haltbar¬keit und hohen Sitzkomfort zu gewährleisten. Zur Charakterisierung der Materialeigenschaften in Hinblick auf deren Stützprofil und den langfristigen Sitzkomfort werden unterschiedliche Prüfungen durchgeführt.

CHALLENGE

automotive

Einfache Druckprüfungen reichen zur Quantifizierung der Eigenschaften von Schaumstoffen nicht aus. Häufig müssen in der Kfz-Industrie zyklische Prüfungen durchgeführt werden, um die Leistungsfähigkeit von Schaumstoffen eingehender zu analysieren.
Die beiden am häufigsten durchgeführten Prüfungen sind die Eindringhärteprüfung (IFD) und die Hystereseprüfung. Die Eindringhärte (IFD) ist definiert als die Kraft, die erforderlich ist, um eine Platte mit einer spezifizierten Dicke in das Material einzudrücken. Diese Prüfung wird häufig an verschiedenen Abschnitten des Materials wiederholt, um das Stützprofil zu untersuchen. Bei der Hysterese wird die Differenz zwischen der Belastungs- und Entlastungsenergie des Materials bestimmt. Dieser Wert trägt zu einem besseren Verständnis des Komforts und der Stützeigenschaften des Materials bei, wenn der Verbraucher sich auf den Sitz setzt und aufsteht.

Solution

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Der als Add-on für die Software Bluehill® Universal angebotene TestProfiler ermöglicht dem Anwender die Erstellung von Mehrstufenprüfungen mit unvergleichlicher Flexibilität. Dank einer leistungsstarken aber dennoch bedienungsfreundlichen Architektur ermöglicht die Software die einfache Erstellung von IFD- und zyklischen Prüfungen.Die erforderlichen Berechnungen lassen sich problemlos innerhalb der Software implementieren und die graphischen Darstellungen können so gefiltert werden, dass nur relevante Schwingspiele gezeigt werden. Damit hat der Nutzer bessere Steuerungsmöglichkeiten über die Anzeige der für ihn wichtigsten Informationen und erhält schneller wichtige Einsichten in das Verhalten seines Produkts.

Druckprüfung

CHALLENGE

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Die meisten Druckprüfungen an Schaumstoffen, die von Kfz-Herstellern durchgeführt werden, basieren auf der ASTM D3574, die ganz spezielle Anforderungen an die Spannvorrichtung stellt, und viele Werksnormen von Automobilunternehmen spezifizieren die gleichen Anforderungen.
Die Normen schreiben vor, dass die Stützplatte mit Bohrungen mit einem Durchmesser von 6,5 mm im Abstand von 20 mm versehen sein muss. Die Bohrungen ermöglichen ein leichteres Entweichen der Luft während der Prüfung. Außerdem schreibt die Norm die Verwendung eines drehbaren Eindringkörperfußes vor, der eine korrekte Ausrichtung bei Einleitung einer axialen Kraft in die Probe gewährleistet und damit für präzise und wiederholbare Ergebnisse sorgt.

Solution

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Die Instron Custom Solutions Group hat eine Vorrichtung für die Druckprüfung von Schaumstoff entwickelt (2810-130), die allen in der ASTM D3574 festgelegten Anforderungen entspricht und die sich nahtlos in unsere elektromechanischen Prüfmaschinen integrieren lässt.
Die Vorrichtung besteht aus einer kugelgelagerten Druckplatte und einem Aluminiumträger. Der Träger lässt sich anhand des Lochmusters auf dem Unterbau eines Instron-Prüfrahmens innerhalb von Minuten montieren. Die Druckplatte wird direkt am Kraftaufnehmer befestigt.

 

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Prüfung von Textilien

Automotive

Prüfung von Textilien

Im Automobilbereich müssen Textilien nicht nur gut aussehen, sondern vor allem auch so haltbar sein, dass sie jahrelangen rauen Einsatzbedingungen standhalten. Die Eigentümer eines Fahrzeugs sehen den Fahrzeuginnenraum jedes Mal, wenn sie in das Fahrzeug einsteigen, also darf die Bedeutung der Ästhetik nicht unterschätzt werden. Die Automobilindustrie ist eine stark wettbewerbsorientierte Branche und Fortschritte im Bereich der textilen Werkstoffe können einen signifikanten Wettbewerbsvorteil darstellen.

Zugprüfung von Textilien

Challenge

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Die Prüfung von Textilien wird dadurch erschwert, dass es sich hier um ein Material handelt, dass einerseits empfindlich ist, andererseits aber eine hohe Festigkeit in der Zugrichtung aufweist. Dies wirkt sich insbesondere auf die Einspannung aus.

Solution

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Für die Prüfung von hoch festen Textilien an, bei denen die Einspannung problematisch ist, bietet Instron unterschiedliche Lösungen an.Umlenk Probenhalter ermöglichen eine optimale Einspannung von Proben mit besonders hoher Festigkeit (z.B. Sicherheitsgurte), und vermeiden ein Rutschen und eine Beschädigung des Materials sowie ein vorzeitiges Reißen. Bei diesen Umlenk Probenhaltern wird die Probe um die glatte Oberfläche gewickelt.Spannzeuge für Fasern und Garne funktionieren genauso wie Umlenk Probenhalter. Die schaffen eine lange, glatte Oberfläche, über die sich die Spannungskonzentrationen verteilen. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Reißens erheblich gesenkt.

Pendelschlagprüfung von Textilien

Challengeautomotive

 

Bei vielen Fahrzeugen wird Leder für die Innenausstattung verwendet. Leder verleiht einem Fahrzeug einen Touch von Luxus und Eleganz. Die Qualität des Leders, das für die Abdeckungen von Airbags verwendet wird, einschließlich seines Verhaltens bei Sonneneinstrahlung und anderen klimatischen Einflüssen, muss geprüft werden

Solutionautomotive

 

Bei der Untersuchung der Eigenschaften eines Materials, das für die Abdeckung von Airbags verwendet wird, müssen unterschiedliche Faktoren berücksichtigt werden. Die Zugfestigkeit von Leder wird mit einem Schlagzugversuch nach ISO 8256 Methode A bestimmt. Diese Prüfung kann mit einem Pendelschlagwerk CEAST 9050 durchgeführt werden. Dabei wird die horizontal ausgerichtete Probe in ein Spezialspannzeug eingespannt. Das freie Ende der Probe wird an einem Kreuzkopf befestigt, auf das ein Pendelhammer einwirkt. Die Software VisualIMPACT ermöglicht bei dieser Prüfung eine einfache Analyse der Prüfergebnisse. Das Versagen des Materials hat einen Einfluss auf die Art und Weise wie die Lederabdeckung eines Airbags bei einem Aufprall bricht und ist deshalb wichtig für die Sicherheit der Fahrzeuginsassen.

Prüfung des Airbag-Materials

CHALLENGE

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Die Prüfung von Textilien kann schwierig sein, ganz besonders bei haltbareren Textilien, wie sie als Airbag-Material eingesetzt werden. Die Zähigkeit des Materials in Verbindung mit der gleichmäßigen Querschnittsfläche der Probe kann zum Rutschen der Probe während der Prüfung oder einem vorzeitigen Bruch an der Einspannstelle führen (Bruch im Spannzeug).

Solution

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Instron hat eine Reihe von integrierten Keilen entwickelt, die in ein Spannzeug Typ 2712-04X eingebaut werden können. Dieses pneumatische Spannzeug ermöglicht in Verbindung mit den integrierten Keilen die Prüfung von hoch festen Materialstreifen ohne Rutschen und ohne vorzeitigen Bruch im Spannzeug bei Aufrechterhaltung eines hohen Probendurchsatzes.Die Keile können problemlos ausgebaut und das Spannzeug dann als normales pneumatisches seitlich wirkendes Spannzeug verwendet werden. Die Keile werden direkt am Spannzeug befestigt und die Proben um den Keileinsatz herumgewickelt – dadurch wird die Menge an Material, das eingespannt wird, praktisch verdoppelt. Mit standardmäßigen verzahnten Spannbackeneinsätzen kann dann das Material eingespannt werden, ohne dass die Gefahr eines Bruchs im Spannzeug besteht.

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Zweiaxialer Räderprüfstand (ZWARP)

Automotive

Zweiaxialer Räderprüfstand (ZWARP)

Räder sind sicherheitsrelevante Komponenten eines Fahrzeugs, die innerhalb ihrer Lebensdauer extremen Belastungen ausgesetzt sind. Ihre Betriebssicherheit kann nur durch Lebensdauerversuche unter Laborbedingungen gewährleistet werden, die die tatsächlichen Belastungsbedingungen so nahe wie möglich reproduzieren können.

Ein Prüfverfahren das diesen Anforderungen gerecht wird wurde vom Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) in den frühen 1980er Jahren entwickelt. Neben dem eigentlichen Prüfstandsaufbau wurden standardisierte Lastfolgen entwickelt mit denen die Räder beaufschlagt werden. Diese Lastfolgen erzeugen nachweislich den gleichen Schädigungsinhalt eines ursprünglichen Designspektrums von 300.000 km auf einer reduzierten Strecke von 10.000 km im Labor. Durch die Einführung dieses Prüfverfahrens wurden die Erprobungszeiten und -kosten sowie die Belastung der Umwelt auf ein Minimum reduziert.

Mit über weit über 20 installierten Systemen und einer kontinuierlichen Anpassung an die Anforderungen unserer Kunden stellt der heutige ZWARP in seiner 5. Generation ein optimales Prüfsystem zur Ermittlung der Betriebssicherheit von Rädern dar.

Challenge

Zwarp Challenge

Räder sind sicherheitsrelevante Komponenten eines Fahrzeugs, die innerhalb ihrer Lebensdauer extremen Belastungen ausgesetzt sind. Ihre Betriebssicherheit kann nur durch Lebensdauerversuche unter Laborbedingungen gewährleistet werden, die die tatsächlichen Belastungsbedingungen so nahe wie möglich reproduzieren können.

Solution

Zwarp Solution

Der von Instron weiterentwickelte zweiaxiale Räderprüfstand (ZWARP) beinhaltet einen zusätzlichen hydraulischen Aktuator der eine geregelte und hochgenaue Einstellung des Anstellwinkels zur Erzeugung von hohen Seitenkräften erlaubt. Er zeichnet weiterhin sich durch seine kompakte Bauweise, hohe Robustheit und einer extrem hohe Reproduktionsgüte aus.
Neben standardisierten Lastfolgen (Euro-Zyklus, AK-Zyklus, SAE J2562, etc.) steht auch das patentierte „Hayes Lemmerz Verfahren“ zur Verfügung. Hiermit wird eine direkte Bestimmung der Ansteuerparameter eines ZWARP nur aus den Radkräften ohne DMS-Messungen möglich was zu einer weiteren Reduzierung der Testzeit und Kosten führt.

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Zugprüfung von Reifencord

Automotive

Zugprüfung von Reifencord

CHALLENGE

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Reifencord hat eine extrem hohe Festigkeit und die Einspannung der Probe kann daher schwierig sein. Dieses extrem sicherheitsrelevante Material ist für hohe Festigkeit und Haltbarkeit konzipiert, versteift den Reifen und verleiht ihm Struktur. Prüfungen müssen mit höchster Sorgfalt durchgeführt werden, und es muss darauf geachtet werden, dass es nicht zu einem vorzeitigen Versagen aufgrund einer fehlerhaften Einspannung kommt.

Solution

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Instron bietetSpannzeuge für Reifencord in verschiedenen Nennkräften an, die speziell für diese schwer einzuspannenden Proben konzipiert wurden. Diese Spannzeuge haben eine glatte, gekrümmte Fläche, die die Spannungen gleichmäßig über einen größeren Abschnitt der Probe verteilt und damit die Gefahr eines Bruchs in den Spannbacken erheblich reduziert.

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Zugprüfung von Reifengummi

Automotive

Zugprüfung von Reifengummi

Bei der Prüfung ist die Dehnung von Elastomeren eine wichtige Eigenschaft, die von den Reifenherstellern verwendet wird, um vorherzusagen, wie sich die Reifen im Einsatz verhalten. Bei der Prüfung bringt aber genau diese Eigenschaft besondere Herausforderungen mit sich.

Dehnungsmessung

CHALLENGE

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Die am häufigsten verwendeten Standards (ASTM D412 und ISO 37) schreiben zwar keine Dehnungsaufnehmer vor, aber dennoch ist eine Dehnungsmessung empfehlenswert, um genaue und wiederholbare Ergebnisse zu gewährleisten. Konventionelle Ansetz-Dehnungsaufnehmer haben keinen ausreichenden Messweg für die Prüfung von Elastomeren.
Darüber hinaus ist für viele Kunden, die Elastomere für die Reifenfertigung prüfen, eine Prüfung dieser Werkstoffe bei unterschiedlichen Temperaturen wichtig.

SOLUTION

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Das Advanced Video Extensometer (AVE 2) ist ein berührungsloser Dehnungsaufnehmer, der sich hervorragend für Elastomere eignet. Das AVE 2 misst Dehnungen bis zu 2400% bei einer Messlänge von 1 Inch und ist auch in der Lage, die Dehnung bis zum Bruch zu messen. Der Aufnehmer hat keinen Kontakt mit der Probe und deshalb kommt es nicht zu Klemmstellen, die zu einem vorzeitigen Bruch und ungültigen Prüfungen führen könnten. Bei Prüfungen mit Temperaturen oberhalb oder unterhalb der Umgebungstemperatur kann das AVE 2 zur Messung der Dehnung innerhalb einer Klimakammer verwendet werden.Die XL-Langhub-Dehnungsaufnehmer von Instron's können ebenfalls bis zum Bruch eingesetzt werden und eignen sich auch für Elastomere. Die einstellbare Klemmkraft an den Schneiden reduziert ein vor-zeitiges Versagen der Probe. Die Aufnehmer messen Dehnungen bis 3000% bei einer Messlänge von 2,5cm.

Einspannen von Elastomeren

CHALLENGE

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Während der Prüfung wird Gummi normalerweise aufgrund der hohen Längenänderung erheblich dünner. Dies kann zu einem Herauspressen aus dem Spannzeug und zum Rutschen der Probe und ungültigen Prüfergebnissen führen. Ein zu starkes Spannen des Spannzeugs wiederum kann zu einem Bruch im Spannzeug und vorzeitigem Versagen führen.

SOLUTION

automotive

Die pneumatischen, seitlich wirkenden Spannzeuge aus der Serie 2712-04x gewährleisten einen gleichbleibenden Druck während der gesamten Prüfung. Der einstellbare Eingangsluftdruck ermöglicht ein optimales Einstellen des Drucks, um ein Rutschen der Probe und einen Bruch im Spannzeug zu verhindern. Die patentgeschützten Schnellwechsel-Spannbackeneinsätze ermöglichen einen einfachen Wechsel der Spannbackeneinsätze je nach dem zu prüfenden Material.Alternativ kann ein selbstspannendes Exzenterrollenspannzeug eingesetzt werden. Diese Spannzeuge sind mit einer gezahnten Exzenterrolle ausgestattet, die die Probe während der gesamten Prüfung sicher spannt. Bei steigenden Prüfkräften wird durch die exzentrische Konzeption der Rolle die Spannkraft erhöht, so dass die Probe nicht aus dem Spannzeug rutscht.

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Prüfung des Verhaltens im Einbauzustand

Automotive

Prüfung des Verhaltens im Einbauzustand

Die Interaktion zwischen dem Menschen und einer Fahrzeugkomponente erfolgt nicht immer rein axial oder vertikal. Die Verwendung eines rein axialen, vertikalen Rahmens kann die Entwicklung eines Spanzeugs erschweren oder die Prüfung im Einbauzustand unmöglich machen. Es ist jedoch wichtig, dass die fertigen Komponenten so geprüft werden, wie der Benutzer letztendlich mit diesen interagiert

Gangschaltung

CHALLENGE

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Die Gangschaltung ist sowohl bei einem Automatik- als auch bei einem Schaltgetriebe keine rein lineare Bewegung. Beim Schalten von einem Gang in den nächsten vollzieht die Schaltung eine bogenförmige Bewegung. Um eine solche Prüfung auf einer linearen, axialen Prüfmaschine durchzuführen, wäre ein komplizierte Vorrichtung erforderlich und die Gangschaltung müsste auf der Seite liegend positioniert werden, was nicht ihrer normalen Einbaulage entspricht.

Solution

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Die elektromechanische Betätigungsvorrichtung ist ein modulares Prüfsystem, das sich einfach und flexibel einbauen und an die jeweilige Anwendung anpassen lässt. Dank flexibler Montage kann die Betätigungsvorrichtung durch den Anwender in einem beliebigen Winkel montiert und so die reale Einbausituation simuliert werden. Wenn die Betätigungsvorrichtung auf einem Zapfen montiert wird, kann auch eine bogenförmige Bewegung beim Schalten zwischen Gängen ausgeführt werden.

Bremsen

CHALLENGE

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Die Betätigung der Bremsen ist keine rein vertikale Bewegung. Der Fahrer nähert sich der Bremse in einem bestimmten Winkel und tritt dann die Bremse in diesem Winkel. Es wäre auch fast unmöglich, die gesamte im Fahrzeug montierte Baugruppe – Bremsen und Pedale – im Prüfrahmen einer standardmäßigen Universalprüfmaschine zu prüfen.

Solution

automotive

Die elektromechanische Betätigungsvorrichtung ist ein modulares Prüfsystem, das sich einfach und flexibel einbauen und an die jeweilige Anwendung anpassen lässt. Dank flexibler Montage kann die Betätigungsvorrichtung durch den Anwender in einem beliebigen Winkel montiert und so die reale Einbausituation simuliert werden. Die Betätigungsvorrichtung kann auch auf einer Vorrichtung im Fahrzeug montiert werden und dann die Aktion des menschliche Bein/des menschlichen Fußes beim Betätigen des Bremspedals simulieren.

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Schlagprüfung von Stoßdämpfern

Automotive

Schlagprüfung von Stoßdämpfern

Stoßdämpfer, wie sie in der Radaufhängung eines Fahrzeugs verwendet werden, können durch Schlagbelastungen geschädigt werden. Unter realen Fahrbedingungen unterliegen diese Dämpfer einer Vielzahl von Stößen und Schlägen (z.B. Fahrbahnschwellen) und müssen Schwingungen möglichst effektiv dämpfen.
Besonders im Automobilbau spielen solche Schäden durch Schlagereignisse eine große Rolle. Je nach Bauteil können solche Schläge nur unbedeutende, rein optische Auswirkungen haben, oder zu einem schwerwiegenden, sicherheitskritischen Schaden führen. Sowohl Automobil-Hersteller als auch Zulieferer müssen strengste Sicherheitsstandards erfüllen, um hochwertige Produkte zu produzieren. Die Schlageigenschaften von Baugruppen und Komponenten stehen daher im Mittelpunkt von Prüfstandards und Vorschriften.

Challengeautomotive

Stoßdämpfer, wie sie in der Radaufhängung eines Fahrzeugs verwendet werden, können durch Schlagbelastungen geschädigt werden. Unter realen Fahrbedingungen unterliegen diese Dämpfer einer Vielzahl von Stößen und Schlägen, und müssen Schwingungen möglichst effektiv dämpfen (z.B. Fahrbahnschwellen). Für Lieferanten ist eine detaillierte Kenntnis des Verhaltens von Gummidämpfern oder daran befestigten Kunststoffteilen nach wiederholten Schlagzyklen wichtig.

Solutionautomotive

Instron hat eine spezielle hohe thermostatische Kammer für das Fallwerk 9450 entwickelt, in das eine 600 mm hohe Stoßdämpferbaugruppe eingebaut werden kann, sowie ein Softwaremodul zur Durchführung von Schlagprüfungen. Mit diesem Softwaremodul können automatisch wiederholte Zyklen mit bis zu 1200 auf¬einander folgenden Zyklen durchgeführt werden, die die realen Einsatzbedingungen des Bauteils simulieren. Im Rahmen der Entwicklung eines neuen Produkts wurde so einer unserer Kundenbei der Auswahl eines Stoßdämpferwerkstoffs für seine Anwendung unterstützt.

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Torsionsprüfung von Antriebswellen

Automotive

Torsionsprüfung von Antriebswellen

Challenge

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Angesichts der hohen Drehzahlen und Drehmomente ist bei Antriebswellen ein präziser Gewichtsausgleich wichtig. Eine schlechte Qualität der Antriebswellen kann zu Problemen führen, die das Fahrverhalten eines Fahrzeugs negativ beeinflussen.
Antriebswellen bestehen üblicherweise aus Stahl und übertragen die Leistung vom Getriebe auf die Räder eines Fahrzeugs. Im Zuge des Leichtbaus vergrößert sich die Materialpalette, die im Automobilbau verwendet werden, und aktuell werden auch Antriebswellen aus Verbundwerkstoffen entwickelt. Diese bestehen aus Kohle- und Kunststofffasern, die bei einem Bruch in kleine Faserfragmente brechen und dadurch die Sicherheit erhöhen. Antriebswellen aus Verbundwerkstoffen sind außerdem leichter (als typische Stähle) und weisen eine höhere Drehmomentbelastbarkeit, höhere Drehzahlen, geringere Lärm¬entwicklung und geringere Schwingungen auf.Die Bestimmung der Torsions- und Rotationseigenschaften von Antriebswellen ist ein zentraler Faktor bei der Bewertung der Leistungsfähigkeit und Qualität dieser sicherheitskritischen Bauteile.

Solution

Torsion Testing Composite Drive Shaft on MT10

Die Prüfsysteme aus der MT Series von Instron bieten unterschiedliche Nennmomente speziell für die Torsionsprüfung von Antriebswellen und beliebige Drehwinkel bei hoher Torsionssteifigkeit. Einstellbare horizontale Prüfräume und das Spannfutter vereinfachen das Einspannen der Proben.Das System nutzt die leistungsstarke Software Bluehill® Universal in Verbindung mit einem Anwendungsmodul, das spezielle Prüfmethoden für die Torsionsprüfung bereitstellt. Für komplexere Belastungsszenarien, z.B. die Einleitung von Drehmomenten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten innerhalb einer einzigen Prüfung oder für zyklische Prüfungen steht das TestProfiler-Modul zur Verfügung.

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Achsprüfstand

Automotive

Achsprüfstand

Challenge

Fahrdynamik, Fahrkomfort und Fahrsicherheit sind Kernelemente bei der Fahrzeugentwicklung. Das Fahrwerk spielt dabei eine entscheidende Rolle. Das Fahrwerk hat die Aufgabe, die Fahrzeugmasse abzustützen, zu federn, Schwingungen und Geräusche zu dämpfen, externe Störgrößen zu kompensieren, das Antriebsmoment auf die Fahrbahn zu bringen und die Räder zu lagern, zu führen, zu lenken und zu bremsen. Neben dieser Vielfalt von Aufgaben ist das Fahrwerk zudem komplexen Belastungen ausgesetzt, denen auch die Vielzahl von eingesetzten aktiven und adaptiven Fahrwerkkomponenten standhalten müssen.
Steigende Ansprüche erfordern eine stetige Weiterentwicklung und Optimierung von Fahrwerkskomponenten, um den Einfluss durch Umwelteinflüsse und Fahrbahnverhältnissen zu minimieren, Gewicht und Kosten zu reduzieren und zeitgleich die Lebensdauer und Sicherheit zu erhöhen. Durch spezielle Prüfstände können bereits in einem frühen Entwicklungsstadium, ohne auf fahrfähige Gesamtfahrzeuge angewiesen zu sein, Untersuchungen von Fahrwerksystemen unter verschiedenen Fahrzuständen und Fahrbahnverhältnissen durchgeführt werden.

Solution

Instron Achsprüfstande für Personen und Nutzfahrzeuge simulieren realitätsnah die im Fahrbetrieb auf die Achsen einwirkenden Belastungen. Vertikalbewegungen hervorgerufen durch Fahrbahnunebenheiten, Kräfte, Momente und Bewegungen erzeugt durch Fahrzeugmanöver werden realitätsnah nachgebildet. Umwelteinflüsse wie Temperatur und korrosive Effekte können parallel simuliert werden. Aktive und adaptive Fahrwerkskomponenten können dabei problemlos über entsprechende Schnittstellen der Prüfstandselektronik synchron in den Prüfablauf integriert werden.Somit lassen sich schnell und zuverlässig Schwachstellen identifizieren, Fahrwerkskomponenten optimieren und Betriebsfestigkeitsnachweise erbringen.
Höchste Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit gepaart mit äußerst geringer Geräuschentwicklung im Betrieb sichern Ihre Investition und leisten im täglichen Betrieb einen wichtigen Beitrag zur Fahrzeugkomponentenentwicklung.

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Dynamischer Kupplungsprüfstand

Automotive

Dynamischer Kupplungsprüfstand

Challenge

clutch test

Als Schnittstelle zwischen Motor und Getriebe sind Kupplungssysteme extrem hohen Belastungen unterworfen. Neben dem schnellen und zuverlässige Trennen und Anbinden des Antriebsstranges an das Getriebe, dem sanften Anfahren des Fahrzeuges ist die Dämpfung von Motorvibrationen im Fahrbetrieb erforderlich. Zusätzlich muss eine lange Lebensdauer ohne Beeinträchtigung des Komforts sowie eine einfache Bedienung des Systems gewährleistet sein. Um all diesen Ansprüchen gerecht zu werden ist eine stetige Weiterentwicklung dieser Systeme erforderlich.

Solution

clutch test

Der dynamische Kupplungsprüfstand von Instron erlaubt einen koaxialen Torsionstest, bei dem quasi-statischen und hochdynamisch pulsierende Drehmomente zwischen bei umlaufenden Betrieb der Kupplung erzeugt werden können. Der Prüfstand erlaubt den Festigkeitsnachweis von Kupplungskomponenten und die Ermittlung von Kennwerten im Quasi statischen Betrieb. Unter Einbeziehung von thermischen Belastungen lässt der gesamten Lebenszyklus von Kupplungkomponenten abbilden. Zusätzlich kann das Schwingungsverhalten aller rotationselastischen Kupplungselementen untersucht werden.

Antriebswellenprüfung

Automotive

Antriebswellenprüfung

CHALLENGE

driveshaft

Antriebswellen sind im Fahrbetrieb ständig Höchstbelastungen ausgesetzt. Um eine maximale Übertragung des Drehmoments von Getriebe oder Differential auf die Räder zu realisieren, müssen Antriebswellen alle Winkel- und Längenveränderungen ausgleichen und dabei stets absolute Gleichlaufeigenschaften zwischen den Gelenken aufweisen. Für den Lebensdauernachweis von Antriebswellen ist es erforderlich, Drehmomente unter Umgebungseinflüssen und Temperaturunterschwankungen einzuleiten.

Solution

driveshaft

Die hydrostatisch gelagerten Hydropuls®-Drehzylinder können hervorragend zur Erzeugung Torsionsbeanspruchungen eingesetzt werden, wobei die Standardausführung mit einer verfügbaren Winkel-Amplitude von bis zu ±50° die realen Bedingungen bestmöglich nachbildet.Damit eine große Varianz an Prüfszenarien umgesetzt werden kann, bieten wir Drehzylinder mit unterschiedlichen Drehmomentgrößen an sowie eine Vielzahl an Zubehör das, zum Beispiel, Exzentrizitäten, Fluchtungsfehler oder Probenverkürzung durch Torsion kompensiert. Zur Simulation von Umgebungseinflüssen und Temperatur steht ebenfalls entsprechendes Zubehör zur Verfügung.

Rheologische Eigenschaften von Reifengummi

Automotive

Rheologische Eigenschaften von Reifengummi

Challenge

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Weltweit wird eine Vielzahl von Reifen für Pkws, Lkws, industrielle Fahrzeuge und weitere Transportmittel wie z.B. Kinderwagen oder Fahrrädern gefertigt. Ein Reifen besteht aus einer festen aber gleichzeitig biegsamen Gummihülle, die an der Felge befestigt ist. Diese bietet eine Lauffläche mit einer entsprechenden Traktion und dient als Dämpfungselement für die Reifen. Natürlicher oder synthetischer Kautschuk ist das in der Reifenfertigung am häufigsten verwendete Material, aber auch thermoplastische Elastomere kommen in der Reifenproduktion zum Einsatz.
Thermoplastische Elastomere haben vergleichbare mechanische und chemische Eigenschaften, lassen sich aber besser recyceln und per Extrusions- und Spritzgusstechnologien verarbeiten (dies sind bei Thermoplasten häufig eingesetzte Verfahren). Die Prüfaufgabe bei einem Reifenhersteller bestand in der Untersuchung der Viskosität seiner Gummimischung und der Strangaufweitung am Ausgang der Düse. Die Probe in Plattenform bestand aus einem Elastomer, Ruß und Zusatzstoffen.

Solution

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Ein Kapillarrheometer ist ein nützliches Werkzeug für die Untersuchung der Fließeigenschaften thermoplastischer Elastomere mit dem Ziel eines besseren Verständnisses des Verhaltens dieser Werkstoffe bei der Verarbeitung. Zusätzlich zur Erstellung der rheologischen Kennlinie (Viskosität als Funktion der Scherraten) ist es häufig nützlich, auch die Extrudataufweitung zu untersuchen. Dies erfolgt mit einem Laser-Zusatzgerät für Strangaufweitungsmessungen. Mit einem CEAST SR20 (ausgestattet mit einem 20 kN-Kraftaufnehmer) können sowohl rheologische Prüfungen nach ISO 11443 als auch Strangaufweitungsmessungen durchgeführt werden.

Prüfung von Metallschrauben

Automotive

Prüfung von Metallschrauben

In der Automobil-Fertigung kommen große Mengen von Schrauben zum Einsatz, deren Anwendungen von hoch festen Schraubverbindungen für strukturelle Baugruppen bis hin zur Befestigung von leichteren Fahrzeugteilen reichen. Unabhängig davon, für welche Anwendung diese Schrauben eingesetzt werden, müssen sie geprüft werden, um zu gewährleisten, dass sie für die jeweilige Anwendung geeignet sind und dass sie den Qualitätsstandards entsprechen.

Qualitätskontrolle in der Hochvolumenfertigung

CHALLENGE

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Schrauben werden normalerweise in extrem hohen Stückzahlen gefertigt, und deshalb muss auch bei der Prüfung der Probendurchsatz entsprechend hoch sein, damit das Produkt ausgeliefert werden kann.

Solution

automotive

Mit geeignetem Zubehör für die Schraubenprüfung können Abnahmeprüfungen, Axial- und Keilzugprüfungen und Kegelabziehprüfungen an den meisten Standardschrauben, Bolzen, Gewindestiften und Muttern durchgeführt werden. Diese Zubehörteile sind mit den meisten Universal- und Zugprüfmaschinen kompatibel. Folgendes Zubehör wird angeboten: Schraubenhalter, Unterlegscheiben, Schraubenadapter für kurze Schrauben, Belastungseinheiten für Abnahmeprüfungen und Halterreduziereinheiten.

Jeder Schraubenhalter hat eine Keilnut, die dem Bediener die schnelle, korrekte Einspannung der Schraube ermöglicht. Eine kreisförmige Ausnehmung im unteren Teil des Schraubenhalters gewährleistet den korrekten Sitz der Unterlegscheibe (bei den Haltern der Serie E kommt eine Ausrichtvorrichtung zum Einsatz). Dies verringert den Zeitaufwand für das Einspannen und vermeidet ein Rutschen der Probe - ein sicherer, zentrierter Sitz ist bei jeder Prüfung gewährleistet.

Kurze Schrauben

CHALLENGE

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Je nach Anwendung können Schrauben ganz unterschiedliche Längen haben. Viele Schrauben sind ziemlich kurz, was das Einspannen für eine Zugprüfung erschweren kann. Bei den typischen Prüfaufbauten für Zugprüfungen werden eine Unterlegscheibe und eine Gewindescheibe verwendet und aufgrund der Dicke dieser beiden Teile ist der restliche Schaft häufig zu kurz für die Prüfung.

SOLUTION

automotive

Aus den Schraubenhaltevorrichtungen hervorstehende "zylinderförmige" oder "hantelförmige" Adapter ermöglichen die Prüfung von Schrauben mit geringerer Länge

Prüfung von Muttern

CHALLENGE

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Nicht nur die Schrauben selbst, sondern auch die Muttern, die auf die Schrauben aufgeschraubt werden, müssen geprüft werden. Dazu wird die Mutter an einem Dorn befestigt, der stärker ist als das Gewinde der Mutter, um zu untersuchen, wie hoch die maximale Belastbarkeit des Gewindes in der Mutter ist.

Solution

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Zur schnellen und einfachen Durchführung dieser Prüfungen können für hohe Kräfte ausgelegte Prüfkrafteinleitungsvorrichtungen für Muttern in die Standardschraubenhalter montiert werden.

Dehnungsmessung und Mehrstufenbelastung

CHALLENGE

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Bei manchen Prüfanwendungen ist ein Dehnungsaufnehmer zur genauen Bestimmung der Streckgrenze und Steifigkeit der Schraube erforderlich. Der Dehnungsaufnehmer muss jedoch während der Prüfung abgenommen werden, um Schäden aufgrund hoher Bruchenergien zu verhindern. Dazu muss nach Erreichen der Streckgrenze die Kraft auf null reduziert werden. Nach dem Abnehmen des Aufnehmers wird die Prüfung bis zum Bruch fortgesetzt.

Solution

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Die Software Bluehill® Universal mit dem TestProfiler ermöglicht die Einleitung komplexer Belastungsrampen während einer Prüfung, eine nahtlose, automatische Umschaltung entsprechend den Anforderungen der einschlägigen Normen und ein sicheres Abnehmen des Dehnungsaufnehmers.

Scherfestigkeit

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Unter realen Einsatzbedingungen sind Schrauben häufig Scherkräften ausgesetzt. Dabei kann es sich um eine einfache oder eine doppelte Scherung handeln. Die genaue Kenntnis des Verhaltens der Befestigungsmittel unter dem Einfluss solcher Scherkräfte ist deshalb von besonderer Bedeutung, um ein Produktversagen zu verhindern.

Solution

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Die einfachen und Doppelschervorrichtungen von Instron lassen sich problemlos in unseren Universalprüfmaschinen einbauen. Die Doppelscherprüfung erfolgt in Druckrichtung gegen eine Vorrichtung, die eine Auflage auf beiden Seiten eines Stempels bietet, während die einfache Scherprüfung in Zugrichtung durchgeführt wird, wobei die Schraube durch die Vorrichtung hindurch montiert wird. Üblicherweise werden diese Prüfungen bei Erreichen der Streckgrenze beendet; eine weitere Dehnung kann zu einer Beschädigung der Vorrichtungen führen.

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Joining High Strain Rate Testing

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Joining High Strain Rate Testing

The ChallengeJoining

Welding and bolting are widely used techniques to join metal components while adhesives are increasingly popular as a more cost-effective joining method while offering a better reduction in vibration noises and improving aesthetics of vehicles. The constant demand for new materials that are lighter or stronger necessitates advancements in joining techniques, which facilitate the joining of new combinations of materials and have potential contributions to the overall lightweighting of a vehicle. Materials exhibit different behavior under high strain rate conditions. Therefore, by investigating materials and their corresponding joined structures at various strain rates, engineers are able to understand the merits of new materials and joining techniques against established methods during crash impacts, validate and improve upon existing crash simulations.

Our SolutionHigh Strain Rate VHS Testing System with Fast Jaw Grips

In order to accommodate investigation of joined structures in high strain rate impact, Instron provides a wide range of accessories that will allow mounting of various structures, including any offset mounting and custom fixtures. Instron VHS also includes a high-stiffness frame that will provide greater repeatability and higher system resonance and t-slot tables come as standard on all VHS systems for easy mounting of components, providing a reliable and fully integrated high strain rate testing solution that is intuitive to use.

Zugprüfung von Kunststoffverbindungen

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Zugprüfung von Kunststoffverbindungen

Immer mehr Bauteile eines Fahrzeugs werden aus Kunststoff hergestellt. Mit entsprechenden Prüfungen muss daher sichergestellt werden, dass die verschiedenen Kunststoffteile sicher miteinander verbunden bleiben. Von Armaturenbrettern bis hin zu Tankdeckeln wird eine breite Palette von Kunststoffen von Nylon bis Polypropylen im Fahrzeugbau eingesetzt. Als Fügetechniken für unterschiedliche Kunststoffbauteile kommen neben traditionellen Klebeverfahren Kunststoffschweißverfahren wie Vibrations- oder Laserschweißen zum Einsatz. Zur Prüfung der Festigkeit der Fügeverbindungen können zur Produktentwicklung und Qualitätssicherung Zugprüfungen durchgeführt werden.

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Bei der Prüfung von Klebeverbindung ist die Einspannung häufig problematisch. Oft liegen die Laschen an der Probe nicht in einer Linie, was zu einer außermittigen Belastungseinleitung und fehlerhaften Prüfergebnissen führen kann

Solution

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Die pneumatischen Schraubspannzeuge von Instron mit Nennkräften von 5 kN und 10 kN können mit einem gewissen Versatz so eingestellt werden, dass der Klebebereich in der Mitte der Kraftmesskette liegt und die Kraft axial eingeleitet wird. Beide Spannzeugtypen können mit unterschiedlichen Spannbackeneinsätzen ausgestattet werden, und eignen sich damit für praktisch jedes Material.Für die Prüfung von Proben, die sich mit traditionellen Mitteln nicht einspannen lassen, bietet Instron T-Nuten-Tische an, auf denen Proben beliebiger Form und Größe aufgespannt werden können.

 

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Prüfung von Klebeverbindungen

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Prüfung von Klebeverbindungen

Dynamische und statische Prüfung von Klebstoffen

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Klebstoffe werden zunehmend auch für anspruchsvollere Anwendungen eingesetzt und aus diesem Grund wird es immer wichtiger, ihr statisches und Ermüdungsverhalten unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen besser zu verstehen.
Die mechanischen Eigenschaften von Klebeverbindungen lassen sich mit einer Reihe verschiedener Methoden untersuchen. Die Messung der Festigkeit einer Klebeverbindung zwischen zwei steifen Teilen erfolgt üblicherweise mit einer Zugscherfestigkeitsprüfung. Zur Bestimmung der Festigkeit von Verbindungen zwischen flexiblen Komponenten oder zwischen steifen und flexiblen Komponenten wird eine Reihe von Schälversuchen durchgeführt.
Bruchzähigkeitsprüfungen werden durchgeführt, um das Risswachstum bei Klebeverbindungen unter statischen und dynamischen Belastungen zu untersuchen. Die Ergebnisse von Bruchzähigkeitsuntersuchungen ermöglichen ein besseres Verständnis des Klebemechanismus und der Gründe für ein Versagen einer Klebeverbindung.

SOLUTION

automotive

 

Mit den elektromechanischen und dynamischen Prüfmaschinen von Instron können alle Arten von Klebeverbindungen geprüft werden. Zur Bewertung der Eigenschaften von Klebstoffen wird außerdem eine Reihe von Spannzeugen und Vorrichtungen angeboten. Zugscherprüfungen werden üblicherweise mit Keilspannzeugen, seitlich wirkenden Schraubspannzeugen oder pneumatischen Spannzeugen durchgeführt. Dazu gehören z.B. 90° -Schälversuche, Schälversuche mit variablem Winkel, Prüfungen mit beweglicher Rolle oder drehender Rolle. Spezielle Vorrichtungen wie z.B. die Schälvorrichtung mit Klettertrommel stehen für die Prüfung von Klebeverbindungen an Sandwichplatten zur Verfügung. Die Software Bluehill® Universal eignet sich hervorragend für statische Prüfungen an Klebeverbindungen und ein optionales Anwendungsmodul für die Klebstoffprüfung umfasst eine Reihe von vorkonfigurierten Methoden nach ASTM, EN und ISO-Standards.Ermüdungsprüfungen an Klebeverbindungen können auf dynamischen Prüfmaschinen mit einem für dynamische Prüfungen ausgelegten mechanischen oder hydraulischen Spannzeug durchgeführt werden. Klebstoffe werden häufig unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen geprüft. Hierfür bietet Instron geeignete Klimakammern an.

Schlagprüfung von Klebstoffen

Challengeautomotive

Im Zuge der stetigen Weiterentwicklung im Automobilbau werden mechanische Befestigungselemente als konventionelle Lösung zum Verbinden von Metallen, Kunststoffen, Gummi oder Glas immer häufiger durch Klebeverbindungen ersetzt. Spezielle Klebstoffrezepturen werden verwendet, um strukturelle Rahmenbauteile, Windschutzscheiben oder andere Komponenten zu verbinden. Dies kann neben ästhetischen Vorteilen auch zu einer Senkung von Geräuschen und Schwingungen führen (NVH) und die Fertigungskosten senken. Angesichts der wachsenden Verwendung von Klebstoffen müssen Kfz-Hersteller und Klebstofflieferanten auch neue Prüfprotokolle entwickeln, um die strukturelle Integrität der Klebeverbindung unter allen denkbaren Einsatzbedingungen zu gewährleisten. Die Aufprallkräfte bei einem Crash können zu einem Versagen geklebter Bereich des Rahmens oder der Windschutzscheibe führen und schwerwiegende Verletzungen von Fahrzeuginsassen zur Folge haben.

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Zur Untersuchung der Auswirkungen bestimmter Produkt- und Prozessvariablen setzen Automobil- und Klebstoffhersteller üblicherweise die Keilschlagprüfung nach ISO 11343 ein. Instron bietet für diese Prüfungen sowohl standardmäßige als auch kundenspezifische Konfigurationen auf Grundlage der ISO 11343 an, die eine speziellen Halterung und einen Schlagkörper zur Einleitung von Schlagkräften in Windschutzscheiben-Prüfkörper, die mit Kfz-Rahmenkomponenten verklebt sind, umfassen. In Verbindung mit einer Temperierkammer kann dieses Schlagprüfsystem Forschungs- und Entwicklungsabteilungen in die Lage versetzen, mit unterschiedlichen Materialzusammensetzungen, Aushärtebedingungen und Temperaturen zu experimentieren, um die Produkteigenschaften zu optimieren und gesetzliche Vorgaben zu erfüllen.

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