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.
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:
Instron's Solution:
It is important to review the pertinent testing standards in order to fully understand the test setup, procedure, and results requirements.
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.
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
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.
Instron Universalprüfsysteme der Serie 3400 für Zug-, Druck-, Biege- und andere Materialeigenschaftsprüfungen.
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.
The Instron® pneumatic tire cord grips provide a convenient method for clamping tire cord and braided wire during testing.
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.
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.
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 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.
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 Challenge
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 Solution
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.
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.
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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.
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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
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
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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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
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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.
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.
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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.
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.
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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.
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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.
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
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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.
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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.
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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.