ISO 13001 und ASTM D3479 Verbesserung des Durchsatzes in Verbundwerkstoffeermüdungstests

In den letzten Jahren hat sich die Ermüdungstests von Verbundstoffen schnell von einem Forschungsinteresse zu einer kritischen kommerziellen Anforderung verlagert, aber die Kosten - in Bezug auf die Maschinenzeit - sind weiterhin eine erhebliche Herausforderung für kommerzielle Tests Die Windenergieindustrie hat diese Nachfrage angeführt, aber die Luft- und Raumfahrt- und Automobilsektoren definieren ihre eigenen Bedürfnisse und die Ermüdungsleistung und eine zusätzliche Qualifikationsanforderung für ihre Kompositmaterialien und die Versammlungen.

Die zyklische Belastung von Verbundwerkstoffen löst eine beträchtliche Menge an Energie auf, was zu „Selbsthitzung“ von Proben führt. Dies kann nicht nur unter den falschen Testbedingungen um mehr als 20 ° C steigen, sondern auch im Verlauf eines Tests um mehr als 20 ° C steigt und von einem Exemplar zum nächsten selten wiederholbar ist. Die Standardpraxis erfordert eine einzelne niedrige Frequenz (normalerweise 3 bis 5 Hz) für alle Tests, um eine Überhitzung zu vermeiden. Dies bedeutet jedoch sehr lange und teure Testpläne. Die Temperatur hat einen großen Einfluss auf die Ergebnisse, da die Leistung dieser Materialien weitaus temperaturempfindlicher ist als die von Metallen. Leider bedeutet die Tatsache, dass Exemplare intern Wärme erzeugen, dass es immer einen Versatz aus der Umgebung gibt. Daher wird der Temperaturanstieg auch bei der Arbeit in einer Kammer nicht tatsächlich kontrolliert. Als Reaktion auf diesen Bedarf entwickelte HST eine eindeutige Kontrolllösung, die typischerweise mehr als 25% Zeitsparung für einen zusammengesetzten S-N-Datensatz bietet und die Probentemperatur auf ± 0,5 ° C eines bestimmten Ziels beibehalten kann.

Die selbstheizende Kontrolle der Proben in unserer dynamischen Testsoftware akzeptiert einen Eingang der Probentemperatur, der in einer ausgeklügelten Kontrolle der Testfrequenz in einer ausgefeilten Außenschleife verwendet wird. Der Benutzer legt die Zieltesttemperatur fest und das System passt dann automatisch die Live-Testfrequenz (innerhalb von benutzerdefinierten Grenzen) an, um dies zu erreichen. Dies bedeutet, dass bei niedrigen Spannungsniveaus, bei denen jedes Probe Millionen von Zyklen überlebt, die Frequenz erhöht werden kann, um die Testzeit erheblich zu verkürzen. Umgekehrt muss bei hohen Spannungsniveaus (wobei jeder Test mehrere Größenordnungen kürzer ist) die Frequenz häufig reduziert werden, um eine übermäßige Erwärmung zu verhindern. Dies hat jedoch nur geringe Auswirkungen auf die Gesamtzeit für den S-N-Datensatz.