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Fatigue Testing

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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

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

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.

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Dynamic and Fatigue Testing Systems

WAVEMATRIX3 | Brochure | The Difference is Measurable

WaveMatrix is the industry’s market leading software suite for dynamic and fatigue testing that is trusted by scientists, engineers and quality managers worldwide. The latest version of the software builds upon the potential of its predecessors and introduces new features such as Test Review, Specimen & Test Inputs and Security. Developed to work seamlessly alongside the latest PC software and firmware, WaveMatrix3 will save time, enhance productivity, improve confidence in the results being produced and help to futureproof facilities needing to adapt to new technologies. Designed for customers, with the support of customers, WaveMatrix3 guarantees that when advancing the boundaries of material testing; the difference is measurable.

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Automotive Testing Solutions

The Automotive Testing Solutions brochure is a 36-page, applications-focused, and standards-based brochure. Important standards such as ASTM D412, ISO 37, and ISO 11443 are covered in a detailed testing challenge and solution format. The brochure addresses the most prominent and widely-used standards in the materials testing for the automotive industry.

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Crash Simulation

Automotive » Chassis

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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Crash Simulationssysteme

Crash-Simulation Zubehör

Automated Testing Systems Brochure

Discover automated mechanical testing solutions from Instron. Boost productivity, minimize operator risk, and achieve consistent test results across your lab.

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Ganzfahrzeugprüfstand

Automotive » Chassis

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 » Chassis

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.

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Structural Durability Solutions

Komponentenprüfstände

Testlösungen für die Automobilindustrie

Die Broschüre Automotive Testing Solutions“ ist eine 36-seitige, anwendungsorientierte und normenbasierte Broschüre. Wichtige Normen wie ASTM D412, ISO 37 und ISO 11443 werden detailliert in einem Prüf- und Lösungsformat behandelt. Die Broschüre behandelt die wichtigsten und am weitesten verbreiteten Normen der Materialprüfung für die Automobilindustrie.

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Prüfung von Verbundwerkstoffen

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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

Challenge

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.

Solution

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 » Chassis

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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Fallgewichts-Schlagprüfmaschine

ISO 6603-2 Puncture Impact Behavior of Rigid Plastics

Automotive Testing Solutions

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CAI-Prüfung von Verbundwerkstoffen

Automotive » Chassis

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.

Ermüdungsprüfung von Gummilagern

Automotive » Chassis

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.

Verwandter Inhalt

ElectroPuls

With more than ten years of running tests over billions of cycles, ElectroPuls systems are the established materials testing machines using patented linear motor technology. With model capacities up to 20 kN, ElectroPuls systems offer slow-speed static testing and high-frequency dynamic fatigue testing with hundreds of hertz capability. The Linear-Torsion models feature a patented actuator for bi-axial tests on materials and components.

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Steifigkeitsbasierte Einstellung der Regelparameter

Testlösungen für die Automobilindustrie

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WaveMatrix3 Brochure_V1_EN

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Chassis and Body High Strain Rate Testing

Automotive » Chassis

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 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 VHS 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 Challenge Composites 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 Solution High 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.

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8862 Servo-Electric Testing System

8862 systems have been the industry choice for Low Cycle Fatigue (LCF) testing for decades and are now fully integrated with our latest controller platform. Instron® has developed this system specifically to address the challenges of reverse-stress Low Cycle Fatigue and Thermomechanical Fatigue (TMF) testing. The unique actuator technology utilizes an all-electric, backlash free, ball-screw drive eliminating the need for hydraulic infrastructure to support the machine.

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Automotive Testing Solutions

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Betriebsfestigkeitsprüfung

Automotive » Chassis

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.

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Biegeprüfung von Metallblechen

Automotive » Chassis

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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Straßensimulation

Automotive » Chassis

Straßensimulation

Challenge

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

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.

Weitere Informationen


HYDROPULS Straßensimulatoren

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Zugprüfung von Metallblechen

Automotive » Chassis

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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