CAI-Prüfung von Verbundwerkstoffen

Die CAI-Prüfung wird eingesetzt, um die Festigkeit eines Verbundwerkstoffs nach Auftreten eines Schlagereignisses zu bestimmen. Ein Schlag gegen eine Verbundstoffplatte kann unter Umständen keinerlei äußerlich sichtbare Schädigung hinterlassen, aber trotzdem zu einer dramatischen Senkung der Druckfestigkeit führen.
Bei der Konstruktion von Kfz-Bauteilen aus Verbundwerkstoffen müssen die Auswirkungen eines Schlags auf die Materialeigenschaften berücksichtigt werden. Diese Daten lassen sich mit Hilfe eines Instron-Fallwerks mit CAI-Zubehör entsprechend den einschlägigen Normen gewinnen (z.B. ASTM D7136M, ASTM D7136).

CHALLENGE

automotive

Verbundwerkstoffe haben hervorragende mechanische Eigenschaften (Festigkeit und Steifigkeit) bei geringerem Gewicht als Metallbauteile, können aber eine schlechtere Toleranz gegenüber einer Schädigung durch ein Schlagereignis aufweisen. Die Schädigungsarten können komplex und die Formen unregelmäßig sein, und die Schädigungen können alle Schichten einer Struktur betreffen. Außerdem können solche Schäden äußerlich kaum oder gar nicht zu sehen sein.
Schlagereignisse mit niedriger Schlagenergie können dabei als am gefährlichsten angesehen werden, da die dadurch verursachten Schäden bei routinemäßigen Sichtprüfungen der betroffenen Oberfläche häufig unentdeckt bleiben. Auch Schlagenergien, die keine sichtbaren Schäden am Bauteil hervorrufen, können bereits einen signifikanten Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Materials haben.

Die Untersuchung der Schädigungstoleranz von Laminaten und der Auswirkung verschiedener Schlagenergien auf die Restfestigkeit ist daher von ausschlaggebender Bedeutung.

Solution

automotive

Mit dem Instron®-Fallwerk 9350 können die Schädigungstoleranz der Laminate und die Auswirkungen unterschiedlicher Schlagenergien auf die Restfestigkeit untersucht werden. Die Durchführung einer CAI-Prüfung an Bauteilen zeigt, dass Werkstoffe auf unterschiedliche Schlagbedingungen unterschiedlich reagieren und ermöglicht Ingenieuren eine möglichst kosteneffektive Konstruktion und Prüfung von Verbundwerkstoffprodukten.
Bei Konfiguration mit einer instrumentierten Schlagfinne, einem Datenerfassungssystem und der entsprechenden Software kann das Kraftsignal aus jedem Schlag erfasst und analysiert werden. Dies hilft Ingenieuren, das Verhalten eines Werkstoffs noch besser zu verstehen. Die zusätzliche Verwendung einer Temperierkammer ermöglicht die Untersuchung des Verhaltens des Werkstoffs in Hochtemperaturumgebungen bis 300°C.


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