Neue Ermüdungsprüfmaschine für die Universität Freiburg

Am Institut für Nachhaltige Technische Systeme (INATECH) der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg werden ingenieurwissenschaftliche Lösungen im Kontext aktueller Herausforderungen der nachhaltigen Entwicklung gesucht. Die zentralen Kompetenzfelder sind derzeit Nachhaltige Materialien, Energiesysteme und Resilienz technischer Systeme. Im Rahmen der mechanischen Werkstoffprüfung setzt das INATECH für seine Forschungsarbeit u.a. eine servohydraulische Prüfmaschine von ZwickRoell ein.

In der Forschung werden Fragestellungen zum multifunktionalen Einsatz neuer Werkstofflösungen in komplexen Systemen betrachtet. Hierbei werden Struktur- als auch Funktionseigenschaften von technischen und erneuerbaren Werkstoffsystemen sowie deren Einsatz in Bauteilen und Systemen untersucht.


ZwickRoell HC25

Konkret werden auf dem Prüfsystem der Firma ZwickRoell vom Typ HC25-kompakt sowohl neuartige Verbundwerkstoffe als auch Werkstoffverbunde hinsichtlich ihrer Ermüdungseigenschaften geprüft, um deren Lebensdauer unter mechanischer als auch mechanisch-thermischer Beanspruchung bestimmen und mittelfristig mit wenigen Versuchen effizient abschätzen zu können. In einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungsprojekt werden hybride Verbundwerkstoffe entwickelt, die die Vorteile polymerer Verbundwerkstoffe wie CFK und duktiler sowie elektrisch leitfähiger Metalle bzw. Metallfasern vereinen und somit ein großes Potenzial im Bereich nachhaltiger Mobilität besitzen. Im Bereich der Werkstoffverbunde fokussiert sich die Forschergruppe um Prof. Frank Balle auf hybride Verbindungen, die mittels Leistungsultraschall am Standort Freiburg hergestellt werden. Neben artgleichen (z.B. Multi-Metall wie Al/Stahl) werden insbesondere artfremde (z.B. Ti/CFK) Werkstoffverbunde grundlagenorientiert studiert und für Anwendungen in der Verkehrs- und Energietechnik weiterentwickelt.

Zur eingesetzten Prüfmaschine: Die HC-kompakt (Fmax 25 kN) ist ein kompaktes vollwertiges Prüfsystem, mit einem äußerst geringen Platzbedarf. Das hydraulische Flüsteraggregat dient hierbei gleichzeitig als Unterbau für den Prüfrahmen. Mit dem im oberen Querhaupt montierten Prüfzylinder und der hartverchromten T-Nutenplatte ist die Prüfmaschine universell für statische und dynamische Experimente bis 25 kN geeignet, einschließlich Biege- und Bauteilversuche.

Die Prüfmaschine am INATECH ist zusätzlich mit einer Temperierkammer ausgestattet, die mittels Schienensystem in die HC25, als auch weitere Prüfmaschinen der Firma ZwickRoell (z.B: Z020) hineingeschoben werden kann. Dadurch können anwendungsrelevante isotherme Prüf- bzw. Umgebungstemperaturen für Automobil- als auch Luftfahrtwendungen im Bereich von -70 bis +250 °C realisiert werden.


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