Zum Nachweis ausreichender Festigkeit und Steifigkeit von Bauteilen und Konstruktionen benötigen Entwicklungsingenieure zuverlässige Werkstoffkennwerte, die das mechanische Verhalten des verwendeten Werkstoffes beschreiben. Exakte und verlässliche Kennwerte für Composites (Faserverbundwerkstoffe) sind im Vergleich zu metallischen Werkstoffen aufwendiger zu ermitteln.
Das Schubprüfverfahren der Grasse Zur Ingenieurgesellschaft ist ein neuer Prüfstandard für die Bestimmung der Materialeigenschaften von Composites unter Schubbelastung. Das Schubprüfsystem bietet die Möglichkeit einer sehr exakten Ermittlung der Schubkennwerte von Werkstoffen mittels Schubversuchen und stellt eine stark verbesserte Prüfmethode verglichen zu den bisher verfügbaren Verfahren dar.
Vorteile und Lösungen
Bisher existierten für die Ermittlung von Schubkennwerten von Composite-Materialien (faserverstärkte Kunststoffe) eine Reihe verschiedener Verfahren, die die Materialprüfung nur bis zu einer definierten maximalen Schubgleitung ermöglichten. Mit dem verbesserten Schubprüfverfahren der Grasse Zur Ingenieurgesellschaft mbH (GZI) ist es jetzt erstmals möglich, ohne Einschränkungen Schubkennwerte effizient und sehr gut reproduzierbar zu bestimmen.
Im Schubrahmen wird der Probekörper einer reinen Schubbelastung ausgesetzt. Eine Überlagerung mit Querzug- oder Druckkräften in der Ebene ist ausgeschlossen. Es können sehr hohe Schubkräfte übertragen werden.
Der Probekörper weist durch die allseitige Klemmung keine freien Ränder auf. Dadurch haben unerwünschte Kerben an den Probekörperrändern kein Einfluss auf das Prüfergebnis. Daher ist eine weitere Nachbearbeitung der Probekörperränder nicht erforderlich. Der quadratische Probekörper hat eine Größe von 165 mm x 165 mm.
Da die maximale Schubbelastung in der Mitte des Probekörpers vorliegt, wird das Auftreten von sogenannten Klemmbrüchen verhindert. Die maximale Schubbelastung tritt direkt am bzw. in unmittelbarer Nähe des Dehnungsmeßstreifens auf, der zur präzisen Bestimmung der Schubdehnung auf die Vorder- und Rückseite des Probekörpers appliziert wird.
Einsatzgebiet und Zielgruppe
Zielkunden sind Industrieunternehmen aus der Produktion und Verarbeitung von Composites, die exakte Werkstoffkennwerte benötigen, für optimal dimensionierte Bauteile benötigen. Sie finden sich im Bereich Automotive, Luft- und Raumfahrt, Windenergie-Anlagen, Sportartikel, Bootsbau etc.
Referenzen
BMW Group AG, Lamborghini s.P.A., Porsche AG, Opel AG, BASF SE, Bayer Materialscience AG, Rehau GmbH, Hexion GmbH, Fraunhofer ICT, RWTH Aachen University, Technische Hochschule Ingolstadt
Ausgezeichnet mit
DIN Innovationspreis 2014, Innovationspreis Berlin-Brandenburg 2014, Gefördert durch, IBB Investitionsbank Berlin, BBB Bürgschaftsbank zu Berlin-Brandenburg
Anbieter
Die Grasse Zur Ingenieurgesellschaft mbH (GZI) ist auf die Entwicklung und Herstellung von Prüfsystemen für die Materialprüfung von faserverstärkten Kunststoffen (Composites) spezialisiert. Eines der Alleinstellungsmerkmale ist ein innovatives Prüfverfahren für die Bestimmung der Schubeigenschaften von Composites, welches als DIN SPEC 4885.2014-01 standardisiert ist. Darüber hinaus ist die GZI ein spezialisierter Dienstleister, der als Auftragsprüfung die Werkstoffe im eigenen Composite-Prüflabor untersucht.
Grasse Zur Ingenieurgesellschaft mbH
Dr. Malte Zur / Dr. Fabian Grasse
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