Dauerschwingprüfungen
DYNA-MESS - Prüfmaschinen werden für Dauerschwingprüfungen an verschiedensten Werkstoffen und Materialien eingesetzt. Dabei wird das Ermüdungsverhalten häufig in Form von Wöhlerkurven dargestellt.
Kostengünstige Lebensdauerprüfungen durch Servopneumatik
In vielen Fällen können servopneumatisch angetriebene DYNA-MESS - Prüfmaschinen für Dauerversuche eingesetzt werden. Damit wird der ansonsten erhebliche Aufwand für Anschaffung und Betrieb servohydraulischer Maschinen deutlich reduziert.
Ermüdungsverhalten
Zur Ermittlung des Ermüdungsverhaltens unter dynamischer Belastung werden die Prüflinge einer kraft- oder weggeregelten Last - ggfs. nach Aufbringen einer statischen Vorlast - ausgesetzt. Die Belastung kann in Zug- oder Druckrichtung oder auch wechselnd erfolgen. Die Versuche können als Einstufenschwingversuche oder auch als Mehrstufen (Block)-Versuche mit unterschiedlichen Kurvenformen
- Sinus
- Dreieck
- Rechteck
- ...
durchgeführt werden.
Dynamische Kennwerte
Die DYNA-MESS - Prüfsoftware bietet zudem die Möglichkeit, die sich ändernden dynamischen Kennwerten wie z.B.
- dynamische Steifigkeit
- Verlustwinkel
- Verlustarbeit
- ...
im Dauerversuch auszuwerten. Die entsprechenden Werte werden online berechnet und grafisch dargestellt. Somit ist eine direkte Aussage über die Veränderung des Prüflingverhaltens möglich.
Anwenderseitig können Toleranzen für diese Werte eingestellt werden, was eine direkte iO/niO-Beurteilung ermöglicht, deren Ergebnis online durch eine rot/grün-Darstellung eindeutig visualisiert wird.
Kontinuierliche Datenaufzeichnung
Durch die kontinuierliche Datenaufzeichnung über die gesamte Versuchsdauer ist am Ende eines Versuchs nicht nur eine Aussage über das Schadensbild oder die veränderten Kennwerte möglich, sondern vielmehr kann auch der Verlauf der Schädigung bzw. der Kennwertänderung während des Versuchslaufs verfolgt werden. Alle Daten werden für die Dokumentation im Prüfreport dokumentiert.
Zugversuch
Materialprüfung und Werkstoffprüfung
Die Prüfung von Materialien und Werkstoffen erfolgt sowohl statisch als auch dynamisch. DYNA-MESS Prüfmaschinen sind für beide Prüfarten einsetzbar.
Standardisierte Probenformen
Im Gegensatz zur Komponenten- und Bauteil-Prüfung erfolgt die Prüfung von Materialien und Werkstoffen i.d.R. an standardisierten Probekörpern. Ein klassisches Beispiel dafür sind Zugversuche an metallischen Proben nach EN 10002.
Quasi-statische Prüfungen
Bei quasi-statischen Prüfungen - oft auch "statische Prüfungen" genannt - erfolgt die Lastaufbringung so langsam, daß dynamische Effekte keine Rolle spielen. Typische Ergebnisse quasi-statischer Prüfungen sind z.B.
- Zugfestigkeit
- Streckgrenze
- E-Modul
- Bruchlast
- Federsteifigkeit
- ...
Dynamische Prüfungen zur Ermittlung dynamischer Kennwerte und zur Lebensdauer-Prüfung
Bei dynamischen Prüfungen wird eine - meist zyklische - Belastung mit entsprechender Prüffrequenz aufgebracht. Dabei kann es sich sowohl um Schwelllastversuche im Zug- oder Druckbereich als auch um Wechsellastversuche mit Zug- und Druckanteilen handeln.
Dynamische Prüfungen werden einerseits zur Kennwert-Ermittlung und andererseits zur Lebensdauer-Prüfung verwendet. Typische dynamische Kennwerte sind z.B.
- Wöhlerkurve
- Lebensdauer
- Hysteresekurve
- dynamische Steifigkeit
- Verlustwinkel
- Verlustarbeit
- ...
Einzelprüfung und Dauerprüfung
Während in Einzelprüfungen die statischen und dynamischen Kennwerte der Materialien und Werkstoffe ermittelt werden, wird im Rahmen von Dauerversuchen das Langzeitverhalten unter dynamischer Belastung untersucht. Durch die kontinuierliche Datenaufzeichnung der DYNA-MESS - Prüfsoftware werden sowohl Einlaufeffekte zu Versuchsbeginn als auch die Veränderung des Prüflings während der Versuchslaufzeit dokumentiert.
Kostengünstige Servopneumatik und leistungsstarke Servohydraulik
Je nach Prüfanforderung (Prüfkraft, -frequenz, -hub) werden die Anlagen
als servohydraulisch oder servopneumatisch geregelte Prüfmaschinen ausgeführt. Die kostengünstigeren servopneumatischen Anlagen können bei Frequenzen bis zu ca. 35 Hz eingesetzt werden. Bei Prüfspezifikationen mit einigen hundert Hertz Prüffrequenz kommen servohydraulische Anlagen zum Einsatz.
Ein- und mehrachsiale Belastungen
Neben der einachsigen Belastung der zu prüfenden Bauteile sind auch mehrachsige Beanspruchungen möglich. So können z.B. zwei Linearachsen auf den Prüfling wirken oder einer Zug/Druck-Belastung eine Torsionsbelastung (Tension/Torsion-Prüfung) überlagert werden.
Kennwert-Ermittlung
DYNA-MESS - Prüfmaschinen werden für die statische und dynamische Prüfung von Materialien und Werkstoffen eingesetzt.
Statische Kennwerte
Statische Kennwerte wie
- Bruchfestigkeit
- Zugfestigkeit
- Streckgrenze
- Elastizitätsmodul
- Federsteifigkeit
- Umkehrspanne
- ....
werden durch eine zügige, quasi-statische Belastung in Zug- und/oder Druckrichtung ermittelt. Während der Belastung des Prüflings bis auf eine vorgegeben Maximallast oder -verformung werden die Kraft/Weg-Werte kontinuierlich aufgezeichnet.
Die DYNA-MESS - Prüfsoftware errechnet automatisch die statischen Kennwerte, stellt sie online dar und protokolliert sie im Prüfbericht. Dabei können z.B. Steifigkeiten an unterschiedlichen Kraft- oder Wegwerten ermittelt werden.
Anwenderseitig können Toleranzen für diese Werte eingestellt werden, was eine direkte iO/niO-Beurteilung ermöglicht, deren Ergebnis online durch eine rot/grün-Darstellung eindeutig visualisiert wird.
Dynamische Kennwerte
Dynamische Kennwerte wie
- Wöhlerkurve
- Lebensdauer
- dynamische Steifigkeit
- Verlustwinkel
- Verlustarbeit
- ...
werden in Schwingversuchen ermittelt. Dabei wird der Prüfling einer dynamischen Belastung ausgesetzt, die im wesentlichen durch die Parameter
- Mittenlast bzw. Mittenposition
- Amplitude
- Prüffrequenz
- Regelungsart
- Kurvenform
gekennzeichnet ist. Die im Schwingversuch aufgezeichneten Kraft- und Wegwerte werden zur Berechnung der dynamischen Kennwerte herangezogen. Neben der Auswertung der Hysterese-Kurven stehen auch andere Berechnungsverfahren zur Verfügung.
Bei der Schwingbelastung kann es sich dabei sowohl um eine Einzelprüfung (Ermittlung der Kennwerte in einem Betriebspunkt) als auch um einen Sweepversuch (Kennwerte als Funktion der Frequenz oder Last) oder einen Dauerversuch (Kennwerte als Funktion der Lastwechsel bzw. Probenbelastungen) handeln.
Anwendungsbeispiele Materialprüfung und Werkstoffprüfung
