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Prüfung von Komponenten

Um die Schwingfestigkeit von Bauteilen unter konstanter oder veränderlicher Lastamplitude zu ermitteln, werden Versuche an Bauteilen (Komponenten) durchgeführt. Das Labor verfügt über flexible Versuchsaufbauten als Baukastensystem. Mit verschiedenen Trägern und Adaptern zwischen den Zylindern, Kraftaufnehmern und Lastaufnahmen ist das Labor in der Lage, kurzfristig Versuche aufzubauen und in Betrieb zu nehmen:

  • max. Kraft 63 kN (ggf. bis 160 kN)
  • max. Weg 250 mm

Nicht-alltägliche Anforderungen

Durch eine flexibles Mess- und Regelungskonzept unserer Prüfstände mittels einer INOVA EU3000 sind wir in der Lage, neben den Standardversuchen auch nicht alltägliche Anforderungen zu realisieren:

  • Regelung auf Spitzenwerte (z. B. Wegregelung auf Kraftsignal oder DMS-Signal zeigt hohe Robustheit gegenüber Losen)
  • Multimodale Spitzenwertregelung (z. B. Versuch wird in Wegamplitude betrieben und auf einen Mittelwert der Kraft geregelt)
  • Regelung auf eine Folge von Punkten des Sollwertes
  • Nachfahrversuche mit Iteration des Sollwertsignales

 

Ein Horizontal-Prüfstandsaufbau in einer Temperierkammer erlaubt Versuche im Temperaturbereich von -40°C bis +100°C, die z. B. für Komponentenversuchen von Kunststoff- oder CFK-Bauteilen eingesetzt werden. Dabei sind konstante Temperaturen ebenso möglich wie Temperaturzyklen. Ebenso sind Auslagerungsversuche und Konditionierungen von CFK-Bauteilen und Klebverbindungen möglich.

Mittels dieser Vernetzung von Möglichkeiten des Prüfstandsaufbaues und der Messtechnik ergeben sich sehr vielfältige Möglichkeiten der Versuchdurchführung, die sowohl in der Lehre als auch in der angewandten Forschung genutzt werden.

Rüttelprüfung (random vibration)

In der Rüttelprüfung (random vibration) wird eine Komponenten bzw. Struktur mit einem Lastspektrum (Amplitude als Funktion der Frequenz) beaufschlagt. Hierbei werden die Eigenfrequenzen der zu untersuchenden Struktur im Versuch gezielt angeregt. Damit ist diese Art der Versuchsführung komplementär zum Betriebsfestigkeitsversuchen anzusehen.

Die Versuche erfolgen nach den gängigen Normen, z. B.

  • MIL STD 810G Method 514.3,
  • EN 61373
  • ISO 16750-3

 

Je nach Spezifikation des Versuches kann die Temperierkammer genutzt werden. Die Untersuchungen zielen auf die Funktionsprüfung (Ist die Funktion des Bauteils unter Schwingbelastungen sichergestellt?) und die zeitraffende Dauerlauferprobung (Ist die Schwingfestigkeit des Bauteil über die Nutzungsdauer sichergestellt?).

Als Regelelektronik wird das System COUGAR der Fa. Spectral Dynamics genutzt. Während für kleinere Bauteile elektrodynamische Shaker zum Einsatz kommen, werden größere Bauteile auf servohydraulischen Zylindern montiert - bis hin zum Einsatz der 2-Poster-Anlage oder 4-Poster-Anlage mit geeigneten Aufspannplattformen. Mit servohydraulischen Zylindern sind obere Grenzfrequenzen von 150 Hz und darüber hinaus zu erreichen.

Elastomerlager- und Stoßdämpfer-Prüfstand

Der Versuchsaufbau für den Elastomerlager- und Stoßdämpferprüfstand ist auf folgende Versuchsaufgaben ausgerichtet:

  • Dynamische Kennlinien der Bauteile (z. B. VDA-Stoßdämpfertest, SACHS Performance Test)
  • Ermittlung von Kennwerten wie z. B. dynamische Federkonstante, Dämpfung und dynamische Masse als frequenz- und amplitudenabhängige Größen z. B. für die Mehrkörpersimulation.
  • Dauerlauferprobung von Elastomerlagern und Stoßdämpfern
  • Körperschallphänomene (z. B. Poltergeräusche von Stoßdämpfern)

 

Der Versuchsstand ist derzeit für eine Maximalkraft von 10kN und einen Hub von 250mm ausgelegt. Durch Kombination mit der Temperierkammer sind Versuche im Temperaturbereich von -40°C bis +100°C durchführbar. Die Steuerung des Prüfstandes erlaubt sowohl Versuche mit konstanter Frequenz, konstanter Geschwindigkeit als auch Nachfahrversuche von Straßensignalen. Der Prüfstand ist mit Sensoren für Weg, Kraft und Beschleunigungen an mehreren Messpunkten ausgestattet. Für die Datenerfassung wird ein 8-Kanal-FFT-Analysator eingesetzt, der neben der Datenaufzeichnung Auswertungen wie z. B. Übertragungsfunktionen, Ortskurven (Nyquistdiagramm), Korrelations-, Hüllkurven- und Cepstrumanalyse erlaubt.

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Komponentenprüfstand
Komponentenprüfstand

Elektrodynamischer Shaker
Elektrodynamischer Shaker

Komponentenprüfstand Kraftaufnehmer
Komponentenprüfstand Kraftaufnehmer

Rüttelprüfung
Rüttelprüfung in einer Temperierkammer