Betriebsfestigkeitslabor am Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau

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Der Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau verfügt über eine umfassende Auswahl an Schwingprüfsystemen führender Hersteller. Zusätzlich besitzt der Lehrstuhl fundierte Erfahrung und hohe Kompetenz in der Entwicklung maßgeschneiderter Prüftechnik.

Dank modernster Ausstattung können extreme Prüfbedingungen simuliert werden:

  • Temperaturen von -80 °C bis +1000 °C
  • Kräfte von 1 N bis 1 MN
  • Prüffrequenzen von Kriechversuchen bis zu 3000 Hz
  • Komplexe Umgebungsbedingungen wie Korrosion, Wasserstoff, Ammoniak, etc.

Im Detail sind nachfolgende Prüfsysteme für die Betriebsfestigkeitsforschung vorhanden:

 

Servohydraulische Prüftechnik

Servohydraulische Systeme ermöglichen flexible Belastungsszenarien für Prüfobjekte und Bauteile mit variablen Lastprofilen und Signalformen. Prüfungen können spannungskontrolliert (High Cycle Fatigue, HCF) oder dehnungskontrolliert (Low Cycle Fatigue, LCF) durchgeführt werden. Neben einstufigen Belastungen sind auch komplexe Lastkollektive realisierbar.

Am Lehrstuhl stehen zahlreiche servohydraulische Prüfsysteme zur Verfügung, darunter Standardmaschinen und speziell entwickelte Prüfaufbauten. Die Steuerung erfolgt über Controller der Hersteller Instron, MTS und INOVA.

  • Einachsige Prüfsysteme:
    • 10 kN, 2x100 kN, 250 kN, 1000 kN (Linearzylinder)
    • 4500 Nm (Drehzylinder)
  • Mehrachsige Prüfsyteme:
    • 2x10kN, 1x25 kN, 2x50kN, 1x160kN
  • Prüfsysteme für thermomechanische Ermüdung (Thermo-Mechanical-Fatigue TMF) (3x)

Resonanzprüftechnik

Mit elektromagnetischer oder unwuchtmotorischer Aktuierung können im Resonanzbereich Prüffrequenzen von bis zu 200 Hz realisiert werden. Der Lehrstuhl verfügt über ein breites Spektrum an Prüfsystemen von Rumul und Sincotec, die einen großen Last- und Frequenzbereich abdecken.

Prüfverfahren:

  • Zug/Druck, Biegung, Torsion: 10 kN, 15 kN (axial & torsion), 100 kN, 150 kN, 600 kN (Rumul Mikrotron, Rumul TESTRONIC, Sincotec Power Swing MAG, Sincotec Power Swing MOT)
  • Single Edge Notch Bending SENB Rissfortschrittsprüfung, Crack growth tester (3x) (Rumul CRACKTRONIC)

Elektrodynamische / Elektromechanische Prüftechnik

Der Lehrstuhl bietet eine breite Palette elektrodynamischer und elektromechanischer Prüfsysteme.

Eine Eigenentwicklung ist ein Hochfrequenz-Prüfsystem, das Prüfkörper auf einem Shaker mit Frequenzen von mehreren 100 Hz bis zu 3 kHz beansprucht. Damit lassen sich innerhalb weniger Tage bis zu 10⁹ Lastwechsel simulieren – ideal für Untersuchungen im Bereich Very High Cycle Fatigue (VHCF) bzw. Giga Cycle Fatigue (GCF).

  • Very High Cycle Fatigue (VHCF) Prüfsystem basierend auf einem Shaker (bis zu 3000 Hz Prüffrequenz)

Mittels Umlaufbiegung können zeit und kosteneffizient Schwingversuche mit größerer statistischer Absicherung durchgeführt werden. Der Lehrstuhl verfügt über maßgeschneiderte Prüftechnik gemäß 4-Punkt Biegebelastung und einem maximalen Biegemoment von bis zu 4000 Nm, wobei auch eine Kombination von Biegung und Torsion dargestellt werden kann.

  • Umlaufbiegeprüfmaschinen (6x)
  • Kombination von Biegung und Torsion (Tobi) (2x)

Zusätzlich existiert eine vom Lehrstuhl entwickelte Vorrichtung für in-situ Ermüdungsprüfungen im Rasterelektronenmikroskop (SEM fatigue testing).

  • In-situ SEM fatigue testing device

Umgebungsbedingungen bzw. Messtechnik

Neben den Prüfsystemen verfügt der Lehrstuhl über hochwertige Sensorik, spezielle Prüfzellen und umfassendes Know-how in der Mess- und Auswertungstechnik.

Beispiele:

  • Videoextensiometrie (Mercury RT), Extensiometrie, Laservibrometer (Polytec VFX-F110)
  • Temperaturkammern - 80 bis +600°C sowie Raumtemperatur bis +1000°C
  • Kriechprüftechnik
  • Eigenspannungsmesstechnik (MRX Rays X-RAYBOT)
  • Prüftechnik / Prüfzellen für Korrosionsermüdung
  • Prüftechnik für Wasserstoffversprödung (Hohlproben, Hohlprobentechnik) für quasistatische Untersuchungen (ISO7039:2024) sowie Schwingprüftechnik
  • Umfangreche Messtechnik

Hersteller

Der Lehrstuhl verfügt über Prüf- und Messtechnik zahlreicher renommierter Hersteller bzw. entwickelt bei Bedarf maßgeschneiderte Prüfaufbauten bzw. Prüfsysteme.

  • Instron, Inova, MTS, Rumul, Sincotec, Bose, HBK, IMV, Polytec, etc.

Keywords/Index

Alternative Energieträger, Anrisslebensdauer, ASTM E446, Bruchmechanik, Dauerfestigkeit, Dehnungswöhlerkurve,Eigenspannungsmessung, electrochemische Wasserstoffbeladung, Ermüdungsversuch, Extremwertverteilung, FAT Klasse, Festigkeitshypothese, Größeneinfluss, Großproben, Gumbel-Verteilung, Haigh Diagramm, Hohlprobe, Hohlprobentechnik, ISO 7039 Norm, Kerbeinfluss, Kollektiv, Korrosionsermüdung, Lebensdauerlinie, Leichtbau, Materialermüdung, Mehrachsige Beanspruchung, Multi-axial, Mittelspannungsempfindlichkeit, Oberflächenbehandlung, Schadensakkumulation, Schweißnaht, Spannungs-Dehnungs-Diagramm, Spannungsgradient, Tieflochbohren, Treppenstufenverfahren, Vorbeladen mit Wasserstoff, Vorkorrosion, Wasserstoff, Wasserstoffversprödung, Wöhlerkurve, Dehnungsenergiedichte, SED, NSIF, Kerbspannungsintensitätsfaktor, Probabilistische Lebensdauerbewertung