Biaxial-Prüfmaschine

• Fachliche Zuordnung: Mechanik und Konstruktiver Maschinenbau
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419392786

In einem Reckvorgang zur Bearbeitung von Polymeren, z.B. Polycarbonaten (PC), durch Kaltumformung erhalten diese eine sogenannte „Eigenverstärkung". Der ursprünglich isotrope Werkstoff erfährt dabei infolge eines gezielt eingestellten Reckverhältnisses einen multiaxialen Spannungszustand aus dem eine dehnungsinduzierte Anisotropie resultiert. Eigenschaften wie Festigkeit und Zähigkeit lassen sich somit in Abhängigkeit der Belastungsrichtung einstellen, was auch beim Kaltumformen von Kunststoffen ausgenutzt wird. Die Fachgruppe L TM beschäftigt sich seit einigen Jahren mit Experimenten und Simulationen zu multiaxialer Belastung von Polymeren. Dabei wurde mit Hilfe von sequentiellen uniaxialen Spannungszuständen insbesondere die dehnungsinduzierte Anisotropie umfassend untersucht. Zur Berücksichtigung der beim Reckvorgang (z.B. mittels Reckrahmen) von Kunststoffen auftretenden multiaxialen Spannungszustände ist jedoch eine Biaxial-Prüfmaschine unerlässlich. Zum einen bieten Biaxial-Prüfmaschinen die Möglichkeit, verschiedene Belastungsrichtungen sequentiell aufzubringen, zum anderen kann während einer Sequenz das Reckverhältnis variiert werden. Zusammen mit einer zweiseitigen optischen Messung können z.B. der Einfluss der 1. Spannungsinvariante auf die Volumendehnung bestimmt, die Materialparameter für eine Fließfunktion mit kompressiblem Fließen identifiziert oder die statistische Abhängigkeit von Materialparametern in anisotropen Werkstoffen untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Biaxial-Prüfmaschine
• Gerätegruppe: 2910 Dynamische Prüfmaschinen und -anlagen, Pulser
• Antragstellende Institution: Universität Paderborn
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Rolf Mahnken