Servohydraulische Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine für dynamische Untersuchungen an Werkstoffen und Bauteilkomponenten

• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497337053

Die angewandte Materialforschung ist aufgrund ihrer interdisziplinären Querschnittsfunktion eine vitale Säule des Forschungsprofils der Technischen Hochschule Mittelhessen. Die Arbeitsgruppen der beiden Antragsteller beschäftigen sich mit der Entwicklung neuer Versuchsführungen sowie mit der Materialcharakterisierung und-modellierung für die digitale Produktentwicklung mittels Computersimulation. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Untersuchung von Werkstoffen und Bauteilen unter sehr hohen Belastungsgeschwindigkeiten. Solche Belastungen treten z.B. in Fahrzeugkomponenten unter Crashbelastung, in Falltests von Handys, in Werkzeugmaschinen und in vielen anderen Fachgebieten auf. Hierauf fundiert insbesondere die interdisziplinäre Ausrichtung der beiden Arbeitsgruppen und beinhaltet Forschung zum Werkstoffverhalten unter Hochgeschwindigkeitsbelastungbeispielsweise in den Bereichen Schienen-, Automobil- und Schiffsbau sowie Zahnmedizin oder Bauwesen.Diese öffentlich geförderten Forschungstätigkeiten sollen durch die projektspezifische Anschaffung einer Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine weiter ausgebaut und damit die nationale und internationale Sichtbarkeit des Forschungsprofils der Arbeitsgruppen gestärkt werden. Hierbei stehen seit Beginn der Energiewende nachhaltige,natürliche Werkstoffe aber auch neue Speichermedien wie Festkörperbatterien für die Elektromobilität und gewichtssparende Verbindungstechniken zunehmend im Fokus. Das hochdynamische Verhalten ist jedoch kaum erforscht und es besteht ein enormer Bedarf an entsprechenden wissenschaftlichen Untersuchungen im Hinblick auf die praktische Umsetzung. Derzeit umfasst die experimentelle Infrastruktur zwei servohydraulische Prüfmaschinen für Versuche im moderat-zügigen Geschwindigkeitsbereich sowie einen für energiebasierte Impaktversuche konzipierten Fallturm.Die neue Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine soll Zug- und Druck- und Biegeversuche unter konstanten Geschwindigkeiten bis zu 20 m/s ermöglichen und eine iterative Optimierung des offenen Regelkreises erlauben. Zudem soll die Möglichkeit einer Prüfung von größeren Proben und insbesondere von Bauteildemonstratoren zur Validierung von Berechnungsergebnisse geschaffen werden. Forschungsschwerpunkt ist das mechanischeEigenschaften sowie das Bruchverhalten von Kunststoffen. Da diese Materialeigenschaften stark temperaturabhängig sind, soll die Maschine mit einer Temperaturkammer versehen werden. Eine speziell auf Bauteilversuche angepasste Hochgeschwindigkeitsmesstechnik soll im Rahmen des Projektes ebenfalls erworben werden.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Servo-hydraulische Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine
• Gerätegruppe: 2910 Dynamische Prüfmaschinen und -anlagen, Pulser
• Antragstellende Institution: Technische Hochschule Mittelhessen
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Stephan Marzi
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Stefan Kolling