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Struktur Betriebsfestigkeit- und Fatigue (Materialermüdung)-Tests

Strenge physische Haltbarkeit ist ein wichtiger Parameter für hochwertige Produktdesigns. Es muss durch spezielle physikalische Testaufbauten validiert werden, die sich auf strukturelle Haltbarkeit, maximale Belastung, Ermüdung und Gesamtlebensdauer konzentrieren. Alle Mess- und Prüfdaten müssen analysiert und mit der Simulation korreliert werden.
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illustration of a car during physical durability testing

Die Struktur Integrität ist für die Lebenserwartung eines Fahrzeugs von großer Bedeutung – wie ist die Integrität des Fahrzeugs in Bezug auf Karosseriekonstruktion, Fahrwerk oder andere Komponenten wie Dämpfung, Achsen, Antriebsstranglager oder ganze Baugruppen? Wie wirken sich Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit und Sonnenlicht auf die strukturelle Integrität des Fahrzeugs aus? Die folgenden Parameter sollten ausgeglichen werden:

  • Optimales Gewicht und Dimensionierung der Gesamtkonstruktion
  • Sicherer Betrieb
  • Betriebsfestigkeit
  • Robustheit
  • Leistung
  • Zuverlässigkeit

Während der Erprobung muss ein Fahrzeug typischen mechanischen Belastungen standhalten, die im Betrieb über eine bestimmte simulierte Lebensdauer auftreten. Ein Versagen in Form von Ermüdung, beginnenden Rissen oder Degradation ist nicht akzeptabel.

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Vor der Durchführung von realen Feldtests auf speziellen Testgeländen wird die Validierung der strukturellen Integrität eines Fahrzeugs als vollständige Simulation auf einem PC und als Tests in automatisierten Prüfeinrichtungen in Dauerhaltbarkeitslaboren. Hier werden die Fahrwiderstandsdaten durch Aktuatoren reproduziert. Lesen Sie mehr über Labortests

Das perfekte Setup für die Struktur Integrität

Das HBK Darmstadt ist das weltweite Kompetenzzentrum für Messung und Datenanalyse der strukturellen Integrität.

Holen Sie sich die komplette Toolbox – von der Lebensdauerermüdungsanalyse auf Basis von FEM-Modellen bis hin zu mobilen Datenerfassungslösungen vor Ort und im Labor, einschließlich leistungsstarker EDGE-Software und leistungsstarker serverbasierter Datenanalyse. Dies natürlich mit dem Ziel, dass das gesamte Team schnelle Tests und Analysen bereitstellt und ein effizientes Ergebnis für die Abnahme durch das Management liefert.

Vorteile der Verwendung von HBK für die Struktur Integrität

BeschleunigenErprobung in allen Bereichen – Simulation, Feld und Labor. Konzentrieren Sie sich auf Ihre Daten, vereinfachen Sie Ihre Entwicklung und verringern Sie das Risiko Ihrer Tests.

Die HBK-Toolbox für strukturelle Integrität ermöglicht es Ihnen, Ihre Simulations- und Prüfdaten aus Ihrem individuellen virtuellen und physischen Prüfling zu orchestrieren und darauf zu reagieren.

 

  • Drastische Reduzierung von Zeit und Ressourcen durch die Zusammenarbeit mit HBK-Experten, die nahtlose Toolkette und alle notwendigen Dienstleistungen
  • CAE-basierte Ermüdungsanalyse und -simulation mitnCode DesignLeben
  • Komplette Messkette aus Dehnungsmessstreifen, Datenerfassungssystemen und Software, bei der alle Komponenten perfekt zusammenarbeiten
  • Breites Portfolio an elektrischen Dehnungsmessstreifenmit kurzen Lieferzeiten, einschließlich vorverdrahteter Messgeräte für den sofortigen Einsatz
  • Schaltpläne für die Datenerfassung mit höchster Immunität gegen elektromagnetische Störungen und thermische Drift durch Trägerfrequenztechnologie, verteilbare Verstärkermodule und Autokalibrierung auf allen Kanälen
  • Kompensation von Kabeleffekten mit 4-, 5- und 6-Draht-Schaltungsbasis patentierter Verstärkertechnik
  • Gleiches Datenerfassungssystem für die Erfassung von Straßenlastdaten (RLDA) und Labortests
  • Das Datenerfassungssystem ist perfekt in die MTS-329-Straßensimulator-Stände mit FlexTest/RPC Pro und in MAST und alle Komponentenprüfstände mit INSTRON LabSite integriert
  • Komplette Softwarelösung für die Anwendung, ohne Programmierung sofort einsatzbereit
  • Leistungsstarke interaktive Analyse und Visualisierung nach der Akquisition mitnCodeGlyphWorks
  • Serverbasierte gestreamte Datenverarbeitung mit nCodeDS
  • Gesamtes Datenmanagement und Zusammenarbeit mitAqira
  • Materialprüfung und -bewertung als Dienstleistung mit HBK-Prüfmitteln

Offenheit des HBK-Systems

 

Integrieren Sie die am besten geeigneten Hardware-Kombinationen verschiedener Anbieter in Ihre gesamte Testlösung mit Technologien wie EtherCAT, PROFINET, ASAM XCP-on-Ethernet oder einer einfachen API.

 

Beispiele:

QuantumX/SomatXR DAQ: Parallele Datenerfassung und -steuerung

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Unterstützt standardmäßige TCP/IP-Ethernet- und Industrie-Ethernet-Standards wie EtherCAT® für:

  • Reduzieren Sie die Kabelverkabelung, die Anzahl der Eingänge auf der Controller-Seite und die Gesamtkosten
  • Reduzieren Sie Einrichtungszeit und -kosten
  • Reduzieren Sie Komplexität und mögliche Fehler
  • Erhöhen Sie die Verfügbarkeit und Zeit für Tests und verkürzen Sie die Entwicklungszeiten
  • Verbessern Sie die Datenqualität und die allgemeine Zuverlässigkeit
  • Erlauben Sie einen einzelnen Zeitstempel und verschiedene Taktzyklen (verteilte Uhr, 3 Sync-Manager)
     

 

 

QuantumX und robust SomatXRDAQ-Systeme haben den gleichen analogen Eingangspfad und können flexibel kombiniert werden – beide Datenerfassungssysteme bieten die gleiche Funktionalität und Integrationsmöglichkeit vor Ort und auf dem Labortisch.

catman Software und Analytik

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Catman ist eine umfassende und anpassungsfähige, nicht programmierbare Software, die für die Datenerfassung, Online-Berechnung und Analyse durch Überwachung des gesamten Testprozesses konzipiert ist. Es verfügt über umfangreiche Reporting-Funktionen mit einer grafischen Darstellung der Ergebnisse.

Alle gewonnenen Messdatensätze fließen in die Datenanalyse, durch die Zählung des Regenflusszyklus und die Monte-Carlo-Methoden ein. Die Software bietet entweder die Erstellung einer Ermüdungskurve (Wöhler) oder einer Ermüdungskurve mit variabler Amplitude (Gaßner).

Der effiziente und prozessorientierte Workflow senkt die Kosten und verkürzt die Prüfzeiten.

Erfahren Sie mehr: catman software navigate_next

Entdecken Sie catman – Scrollen Sie durch die Galerie


Trend plots

Trend plots


Easy channel configuration

Easy channel configuration


Recording of peaks and valleys

Recording of peaks and valleys


Recording of selected cycles

Recording of selected cycles


Stress analysis

Stress analysis


Rainflow cycle counting

Rainflow cycle counting


Optical strain measurements

Optical strain measurements


Health check of strain gauge channels

Health check of strain gauge channels


Alarms upon unexpected events

Alarms upon unexpected events


Span pair cycle counting

Span pair cycle counting

Betriebsfestigkeitsprüfung Vom Labor auf die Straße

Ein Struktur Betriebsfestigkeit Lab Testing Assessment ist eine der letzten Phasen, bevor ein Fahrzeugprototyp auf den Markt gebracht werden kann. Um strukturelle Prüfprogramme zu erstellen, die die tatsächlichen Marktanforderungen abdecken, werden hydraulische, pneumatische und elektrische Aktuatoren, Vibrationstische und Klimakammern verwendet.

Ein Betriebsprofil definiert die zu überwachenden Bedingungen, aber auch die Zielschäden der beschleunigten Prüfung. Im Labor werden hauptsächlich dehnungs- und kraftbasierte Messungen verwendet, um Lasten unter wiedergegebenen realen Betriebsbedingungen zu charakterisieren und daraus resultierende kumulierte Ermüdungsschäden zu berechnen.

 

Um die Straße in zahlreichen Arten von dynamischen und statischen Tests authentisch nachzuahmen, werden unterschiedliche Belastungen, die auf das zu testende System ausgeübt werden, nachgebildet:

  • Mehrachsige, maßstabsgetreue 4-Poster-Straßensimulation mit sechs Freiheitsgraden
  • Spannungs- und Dehnungsanalyse von Fahrzeugen
  • Biaxiale, axial-torsionale, mehrachsige Belastungsmaschinen
  • Ermüdung bei hohen und niedrigen Zyklen
  • Thermomechanische Ermüdung
  • Bruchmechanik
  • Untersuchungen zur Rissausbreitung und zum Risswachstum
  • Bruchzähigkeit, hohe Dehnungsrate, quasistatisch, Spannungsrelaxation
  • Validierung des Lenksystems und statische Festigkeit, Torsion, Biegung
  • Prüfung der ultimativen Festigkeit

Bei der Road Load Data Acquisition (RLDA) wird das Fahrzeug mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet: Dehnungsmessstreifen (SG), Beschleunigungssensoren, Stringpotentiometer, spezielle Messräder auf einer oder zwei Achsen für die Kraft- und Momentenmessung, GNSS/GPS/IMU-Sensoren für Position und Kinematik sowie Videokameras zur Erfassung der Fahrsituation.

 

© 2025 Hottinger Brüel & Kjær

 

 

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