Materialprüfung

MATERIALPRÜFUNG

Unternehmen und Verbraucher vertrauen jeden Tag auf verschiedene Materialien. In allen wichtigen Industriezweigen müssen Ingenieure sicher sein, dass die bei der Herstellung ihrer Produkte oder Geräte verwendeten Werkstoffe ihrer Aufgabe gewachsen sind. Daher müssen sie aktiv und sorgfältig prüfen, ob die Herstellungsprozesse die Erwartungen erfüllen. Bei der Werkstoffprüfung handelt es sich um eine hochpräzise Technik, mit der die Eigenschaften von Werkstoffen gemessen werden, z. B. die mechanischen Eigenschaften, die elementare Zusammensetzung, die Korrosionsbeständigkeit und die Auswirkungen von Wärmebehandlungen. Die meisten Prüfungen werden an metallischen Werkstoffen, Verbundwerkstoffen, Keramiken und Polymeren durchgeführt.

Die Hochgeschwindigkeitsbildgebung wird in der Materialprüfung eingesetzt, um die physikalischen und mechanischen Eigenschaften verschiedener Materialien oder Komponenten zu messen. Typische Prüfverfahren sind: Zugprüfung, Fallprüfung, Druckprüfung, Verformung, Quetschfestigkeit, Delamination und viele andere. Photron Hochgeschwindigkeitskameras wurden entwickelt, um die Anforderungen spezieller Analysetechniken zu erfüllen, die in der Materialprüfung eingesetzt werden, einschließlich der digitalen Bildkorrelation.

Experimentelle Untersuchungen zur Verformung und zum Bruch von dünnen Metallplatten, die einer Unterwasser-Stoßwellenbelastung ausgesetzt sind

In dieser Arbeit werden die dynamische Verformung und der Bruch von dünnen Metallplatten, die unter Wasser einer Schockwellenbelastung ausgesetzt sind, mit Hilfe der digitalen 3D-Hochgeschwindigkeits-Bildkorrelation untersucht. Ein äquivalentes Gerät, bestehend aus einer Gaskanone und einem Wasseramboss, wurde verwendet, um einen exponentiell abfallenden Druck anstelle einer explosiven Detonation zu erzeugen, die auf die Plattenprobe einwirkte.

Experimentelle Studie über die Wirksamkeit einer Opferverkleidung mit Polymerschäumen als brechbarem Kern bei einem einfach gestützten Stahlträger

Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Untersuchung der Wirksamkeit der Opferverkleidung unter Verwendung von Polymerschaum als brechbarem Kern zur Reduzierung der abgegebenen Sprengenergie anhand einer vereinfachten Struktur. Letztere besteht aus einem einfach gelagerten Stahlträger, der einer lokalisierten Explosionslast ausgesetzt ist. Die geprüfte Opferverkleidung hat eine Querschnittsfläche von 80 × 80 mm2. Die Auswirkungen der Masse der Frontplatte und der Eigenschaften des brechbaren Kerns (Plateauspannung und Dicke) werden untersucht. Es werden drei polymere Schaumstoffe untersucht: (a) der expandierte Polystyrolschaum (PS13) mit einer Dichte von 13 kg/m3, (b) das geschlossenzellige Polyurethan (PU30) mit einer Dichte von 30 kg/m3 und (c) das offenzellige Polyurethan (PU50) mit einer Dichte von 50 kg/m3. Es werden vier Frontplattenmassen verwendet: 144, 188, 336 und 495 g. Alle möglichen Kombinationen wurden getestet, um ihr Absorptionsvermögen zu bestimmen. Die Ergebnisse zeigen, dass das Absorptionsvermögen mit zunehmender Masse der Frontplatte, der Plateauspannung und der Dicke des quetschbaren Kerns steigt. Das offenzellige Polyurethan PU50 schneidet besser ab. Bei dem expandierten Polystyrol PS13 werden nach Beendigung des Kompressionsprozesses Zerfallsprobleme beobachtet.

Formgebung und Simulation für einen optimierten Entwurf eines dynamischen Biegeversuchs

Die Vorhersage der Leistungsfähigkeit von Stahlbetonkonstruktionen bei Stößen ist für eine Vielzahl industrieller Anwendungen von großer Bedeutung. Daher ist die Untersuchung des dynamischen Verhaltens des Materials notwendig, um die dynamischen mechanischen Eigenschaften des Materials in Bezug auf die mechanische Reaktion und das Bruchverhalten zu quantifizieren: dynamische Bruchenergie und Zugfestigkeit. Ziel dieser Studie ist es, einen modifizierten Hopkinson-Stabbiegeversuch mit einer Reihe von numerischen Simulationen vor dem eigentlichen Versuch zu konzipieren, um eine praktikable Versuchsanordnung auszuwählen. Es werden die Ergebnisse eines dynamischen Biegeversuchs an einem bis zum Versagen belasteten stahlbrebewehrten Betonprobekörper vorgestellt.