Tests voor de automobielsector

Het chassis van een voertuig is cruciaal voor de algemene veiligheid, de stabiliteit, het rijcomfort en de zuinigheid. De overstap naar elektromobiliteit zorgt ook hier voor nieuwe uitdagingen bij het testen.

• Belangrijk hierbij is het testen van grote structurele gietstukken (mega castings). Deze gegoten chassisdelen reduceren het aantal onderdelen in een voertuig en dus ook de complexiteit van de productie aanzienlijk. Met nieuwe technologieën worden dunnere wanddikten en een vermindering van het voertuiggewicht mogelijk. Defecten zoals luchtinsluitsels of scheuren kunnen ontstaan bij het stollen van deze grote onderdelen. Aangezien het gaat om structurele componenten, worden ze onderworpen aan de strengste veiligheidsnormen, en moeten ze uitgebreid getest worden. De uitdaging bij het testen is dat de onderdelen zeer complexe vormen hebben waaruit exact vlakke treksamples gehaald moeten worden. Hierdoor kunnen enkel zeer kleine samplegeometrieën genomen worden. Voor het uitvoeren van deze mini trektest levert ZwickRoell speciale kortspannende hydraulische klemmen voor mini treksamples uit mega castings, die in staat zijn het sample in te klemmen en te zorgen voor een precieze meting. Het is nodig vlakke samples te testen omdat bij ronde samples bewerkingen nodig zijn die de buitenste laag verwijderen, terwijl deze cruciaal is voor het evalueren van de kwaliteit van het gietstuk.
• In samenwerking met de schokdempers zorgen de veren voor demping tussen het chassis en het koetswerk, en zijn ze essentieel voor het rijcomfort en de veiligheid van moderne voertuigen. Het testen van veren en dempers wordt steeds belangrijker, in het bijzonder voor elektrische voertuigen, om het rijgedrag optimaal af te stemmen op het bijkomende gewicht van het batterijsysteem. Voor automobieltoepassingen worden meestal schroefveren gekozen. Het verentestsysteem van ZwickRoell is voorzien van een uniek multi-axiaal meetplatform met tot negen krachtmeetcellen, die zowel axiale krachten als dwarskrachten en richtingen registreren met hoge nauwkeurigheid. Alle veereigenschappen worden bepaald, inclusief doorsteekpunten, veerkarakteristiek, blokkracht en omschreven cirkel, automatisch en volgens de normen.
• Wielen voor auto's bestaan uit staal, lichtmetaal of composietmateriaal met bijhorende banden. De band is een complexe combinatie van materialen met zeer uiteenlopende eigenschappen. ZwickRoell testsystemen worden gebruikt voor de bepaling van de quasi-statische en dynamische eigenschappen van wielen, velgen en banden. Dit gaat van standaardtests op rubber, textiel en draad tot tests op een volledig wiel of een complete band.

Metaal speelt een centrale rol in automotive engineering. Metalen zijn stabiel, veilig, duurzaam en makkelijk te verwerken. Hogesterktestalen en aluminiumlegeringen voor lichtgewicht constructie, maar ook complexe giet- en smeedstukken uit metaal moeten de hoogste lasten weerstaan.

• De basis voor de evaluatie en karakterisering zijn trektests op metaal volgens ISO 6892-1 of ASTM E8 met r-waardeand. Via deze tests wordt de basissterkte van het plaatmetaal geanalyseerd.
• Daarnaast spelen testmethoden voor plaatmetaal en de VDA 238-100 buigtest voor kleine plaatjes een belangrijke rol in de moderne carrosseriebouw om zo goed mogelijk gebruik te maken van de materialen.
• Bij een ongeval treden bijvoorbeeld zeer hoge reksnelheden op in het koetswerk. Om de veiligheid en de prestaties bij een crash van de materialen en gebruikte onderdelen precies te evalueren en te optimaliseren, moet hun gedrag bij deze condities gekend zijn. De benodigde karakteristieke waarden worden geleverd met hogesnelheids trektests op hogesnelheids testmachines uit de HTM reeks.
• Daarnaast is de scheurvastheid Kic een sleutelparameter voor het evalueren van de breuktaaiheid van metalen. Ze beschrijft de weerstand tegen scheurgroei en wordt bepaald volgens de norm ASTM E399 op een voorgescheurd sample.

ZwickRoell levert alle noodzakelijke testmethoden voor het kalibreren van courante materiaal- en faalmodellen, en helpt zo bij de ontwikkeling van veilige en goed presterende voertuigstructuren.

Dankzij het voortdurende streven naar structuren met laag gewicht, en nieuwe vereisten door de elektrificatie van voertuigen, worden steeds meer kunststoffen gebruikt bij de ontwikkeling van voertuigen. Dit brengt nieuwe uitdagingen met zich mee, aangezien nu ook voor kunststoffen geschikte materiaalmodellen nodig zijn als input voor simulaties, bijvoorbeeld crash-simulaties.

Naast de klassieke statische karakterisaties van kunststoffen worden hogesnelheidstests zoals hogesnelheids trektests en doorsteektests steeds belangrijker om het gedrag van kunststoffen bij extreme condities te onderzoeken. Daarnaast spelen ook vermoeiingstests op kunststoffen een steeds grotere rol om de weerstand van kunststoffen en verbindingen op lange termijn te verzekeren. CAMPUS (Computer Aided Material Preselection by Uniform Standards) is een netwerk van materiaalproducenten dat de vergelijkbaarheid van testresultaten verbetert via uniforme testnormen. Ze leggen een basis voor de normering van vermoeiingstests op kunststoffen voor koetswerktoepassingen. ZwickRoell is actief betrokken bij dit initiatief en blijft daardoor steeds bij met de nieuwste testmethoden.

Mechanische materiaaltests op motoronderdelen en aandrijfcomponenten zijn essentieel voor het verzekeren van de betrouwbaarheid en prestaties van verbrandingsmotoren en aandrijvingen. Onderdelen zoals drijfstangen, krukassen, klepveren en koppelingen worden onderworpen aan hoge mechanische belastingen tijdens gebruik en moeten daarom rigoureus getest worden. Deze tests omvatten vermoeiingstests, hardheidsmetingen en torsietests om de levensduur en veiligheid van componenten te waarborgen. ZwickRoell levert zowel gestandaardiseerde testoplossingen als maatwerk dat voldoet aan de specifieke vereisten van de automobielindustrie.

Van comforttests op autostoelen tot bekrachtigingstests op schakelaars en knoppen, kracht/verplaatsingskarakteristieken op magneetventielen of mechanische tests op airbags en autogordelsystemen - ZwickRoell levert precieze testoplossingen voor het brede gamma vereisten aan het interieur van een voertuig. Op die manier kunnen comfort, werking en veiligheid getest worden in serieproductie.