Charakterisierung der Materialermüdung

Höhere Leistung, geringeres Gewicht oder optimierte Produktion - die Steigerung der Produkteffizienz oder Haltbarkeit beginnt mit der Auswahl der richtigen Materialien. Die Kenntnis der wichtigsten Materialparameter ermöglicht es Ihnen, Simulationen zu speisen oder Prototypen zu bauen.

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FEA fatigue analysis in the HBK Advanced Materials Characterization & Test facility (AMCT)

SN und EN Müdigkeit

Von dehnungsgesteuerten/belastungsgesteuerten Ermüdungstests bis hin zur Datenanalyse, die zur Berechnung von Ermüdungsparametern erforderlich ist, führt HBK die Tests und die Charakterisierung durch, die erforderlich sind, um genaue Schätzungen der Ermüdungslebensdauer aus FEA und Ermüdungsanalysen zu erhalten.

Ermüdungstests unter erhöhten Temperaturen

Die Ermüdungszeiten ändern sich bei höheren Temperaturen erheblich. HBK verfügt über eine Reihe von Geräten zum Testen von Temperaturen von -50°C bis +1000°C. Und wir liefern alle Eigenschaften für isothermische und Chaboche-Analysen, um genaue Schätzungen der Ermüdungslebensdauer zu liefern.

Ermüdung von Gelenken und Vorrichtungen

Ganz gleich, ob Sie Materialien zusammenschweißen oder befestigen, HBK bietet eine Reihe von Modellen zur Abschätzung der Ermüdungslebensdauer von komplexen Verbindungen. Wir testen, messen und leiten alle Parameter ab, die Sie benötigen, um genaue Schätzungen der Ermüdungslebensdauer zu erhalten.

Neuartige und fortschrittliche Materialien

In Zusammenarbeit mit akademischen Einrichtungen und kommerziellen Unternehmen hilft HBK bei der Erstellung mathematischer Modelle, der Versuchsplanung und der Charakterisierungsanalyse für Ermüdung. Unsere Erfahrung umfasst verschiedene Formen von hochentwickelten technischen Verbundwerkstoffen.

Maßgeschneiderte Tests

Nicht alle Tests sind durch Standards abgedeckt. HBK ist bekannt dafür, maßgeschneiderte Tests für alle möglichen Anwendungen zu entwickeln, z.B. die Entnahme winziger Proben aus Gussteilen oder die Durchführung von Tests zur Torsionsermüdung von Wellen bei erhöhten Temperaturen.

Bruchmechanik

Ermüdungsversagen ist ein zweistufiger Prozess, bei dem die Rissentstehung und das Wachstum bis zum Versagen kombiniert werden. HBK bietet eine Reihe von Risswachstumsmodellen sowie schlüsselfertige Prüf- und Charakterisierungsdienstleistungen an, mit denen Sie das Risswachstum genau abschätzen können.

Integration von HBK-Messgeräten in das Zwick Roell Prüfsystem

Bei der Materialprüfung verbessern genaue Sensordaten das Verständnis der Materialeigenschaften. Durch die Integration von QuantumX können Sie zusätzliche Sensordatenquellen überlagern, was zu präzisen, zuverlässigen Ergebnissen führt.

Die HBK-Messkette kann in Systeme wie MTS, Instron oder ZwickRoell integriert werden:

In Echtzeit über EtherCAT, PROFINET oder Spannungseingänge
Über die Integration von PC-Software, zum Beispiel catman Easy
Direkt in die Prüfmaschinen-Software über einfache API-Befehle

Die parallele Installation liefert während der Tests Sensordaten, die Aufschluss über das Verhalten des Materials unter verschiedenen Bedingungen geben.

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HBK Einrichtung für fortschrittliche Materialcharakterisierung und -prüfung (AMCT)

Die Wahl des Materials spielt in vielen Branchen eine entscheidende Rolle, da die Hersteller versuchen, das Gewicht und die Kosten von Fahrzeugen, Maschinen, Konstruktionen und Geräten oder Konsumgütern im Allgemeinen zu reduzieren.

Als Teil des Bereichs der strukturellen Integrität sind die mechanischen Eigenschaften von Komponenten aus neuen Materialien wie Metall, Legierungen, Beton, Polymeren, Keramik, geformten strukturellen Kunststoffen oder fortschrittlichen Verbundwerkstoffen von entscheidender Bedeutung, um ein Optimum an Sicherheit, Haltbarkeit, Flexibilität, Verhältnis von Stärke zu Gewicht, Leistung, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz zu erreichen .

Wissenschaftler und Ingenieure verlassen sich bei Produktdesign, Simulation und Tests auf Materialeigenschaften wie Spannung, Dehnung, Zugmodul und Poissonzahl. Genaue Daten zu den Materialeigenschaften verhindern Ausfälle im Feld und nehmen Probleme vorweg, bevor sie entstehen.

Daher ist das Testen der Materialeigenschaften ein entscheidender Schritt, um zu verstehen, wie sich Ihr Material unter einer Vielzahl von Belastungen verhält. Sie wird in der Regel mit Prüfmaschinen durchgeführt, die den zahlreichen ISO- und ASTM-Normen entsprechen . Es ist jedoch sehr empfehlenswert, zusätzliche Sensoren hinzuzufügen, um ein noch besseres und genaueres Verständnis der strukturellen Merkmale zu erhalten.

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Was sind Materialeigenschaften oder Coupon-Tests?

Bei der Materialprüfung geht es darum, die Eigenschaften oder Merkmale in den Bereichen mechanische, thermische, elektrische, Korrosion, Strahlung und biologischer Verfall zu ermitteln.

Die mechanischen Prüfverfahren lassen sich in zerstörende und zerstörungsfreie Materialprüfungen unterteilen:

Zerstörende Tests: Stichproben werden so stark belastet, dass sie zerstört werden. Dies dient zur Bestimmung der maximalen Belastung und des Verhaltens unter dem Einfluss dieser Belastung.
Zerstörungsfreie Prüfung: Werkstücke aus dem Material werden getestet, ohne sie zu zerstören.

Eine weitere Klassifizierung der Testverfahren basiert auf der Art der Belastung:

Statische Tests: Belastungen (Zug-, Druck- oder Biegebelastungen) wirken sehr langsam oder konstant auf eine Materialprobe ein.
Dynamische Tests: Die Probe wird einer plötzlichen oder einer über einen längeren Zeitraum periodisch einwirkenden Belastung ausgesetzt.
Zyklische Tests: Die Probe wird wiederkehrenden, anschwellenden oder wechselnden Belastungszyklen in z.B. sinusförmiger Form unterworfen.
Stoßversuche Die Probe wird einem Schlag ausgesetzt wie bei einem Charpy-Test.

Bei einem Zugversuch wird der Testcoupon bis zur Bruchstelle gezogen. Anhand der Materialeigenschaften erhalten Sie ein genaues Verständnis für das Verhalten des Materials, wie viel Energie es absorbieren kann und können so die Leistung des Produkts in der realen Anwendung vorhersagen. Einige Tests müssen möglicherweise auch in Umweltkammern durchgeführt werden.