Univerzita Bundeswehru Mnichov: Zkoušení CFRP při kryogenních teplotách
Případová studie
- Zákazník: Univerzita Bundeswehru Mnichov
- Místo: Taufkirchen, Německo
- Oblast použití: Vzdělávání a výzkum
- Případ: Stanovení charakteristických vlastností materiálů u vzorků CFRP při pokojových a kryogenních teplotách
Univerzita Bundeswehru Mnichov
Univerzita Bundeswehru v Mnichově, která byla založena v roce 1973, nabízí akademické programy a 35 studijních oborů na celkem deseti fakultách. Ty jsou otevřeny jak civilním, tak vojenským studentům, kteří si mohou volit obory od stavebního inženýrství a environmentálních věd přes elektrotechniku a informační technologie až po obchodní administrativu či strojírenství. Cílem univerzity je nabídnout svým studentům co nejlepší vzdělání v co nejkratším čase.
Fakulta strojního inženýrství připravuje své studenty na profesi pilotů pro leteckou službu Bundeswehru v Ústavu leteckého inženýrství a provádí také výzkum v oblasti leteckého inženýrství. Výzkumné a vzdělávací centrum Ludwig Bölkow Campus v Taufkirchenu existuje od roku 2015. Vedle základního a aplikovaného výzkumu nabízí i duální bakalářský program leteckého inženýrství, který se průběžně rozvíjí. Oblast výuky a výzkumu pokrývá všechny obory leteckého inženýrství a také tematicky příbuzné oblasti. Ústav má celkem pět profesorských míst, včetně profesury kompozitních materiálů a inženýrské mechaniky.
Hlavní kompetence společnosti ZwickRoell
- Osvědčená technologie pro zkoušky materiálů CFRP
- Bezkontaktní měření deformace bez měřičích značek pomocí systému videoXtens
- Flexibilní zkušební systémy, které lze snadno přizpůsobit novým požadavkům na zkoušení
- Optimální podpora pro výzkum a vývoj
- Několikaleté dobré zkušenosti se ZwickRoell
Zadání
Zkoušky komponentů do 100 kN a stanovení charakteristik materiálů na vzorcích CFRP
Prof. Dr.-Ing. Tobias Dickhut působí jako profesor na fakultě strojního inženýrství na Univerzitě Bundeswehru v Mnichově, kde se věnuje výzkumu v oblasti plastových kompozitů vyztužených vlákny. „V naší nové laboratoři s nejnovějšími možnostmi výroby leteckých konstrukcí z plastových kompozitů vyztužených vlákny se soustředím zejména na otázky týkající se přenosu lehkých sil ve vysoce namáhaných konstrukčních prvcích z kompozitních materiálů a použití materiálů při kryogenních teplotách,“ vysvětluje podrobněji.
Profesor Dickhut spolu se svým týmem provádí stanovení charakteristických vlastností plastových vzorků vyztužených uhlíkovými vlákny (CFRP) při pokojové teplotě a při kryogenních teplotách. V souvislosti s nízkými teplotami se hovoří také o kryogenních podmínkách. Bez použití univerzálního zkušebního stroje ZwickRoell Z100 AllroundLine, který byl pořízen z prostředků Spolkového ministerstva hospodářství a ochrany klimatu v rámci grantu číslo 50RK2142, by se nedaly mechanické parametry stanovit. Komponenty vyrobené z plastových kompozitů vyztužených vlákny by nebylo možné navrhnout tak, aby odolávaly zatížení. V budoucnu plánuje profesor Dickhut využívat stanovení charakteristických hodnot pro zjednodušené zkoušky součástí do 100 kN.
Řešení ZwickRoell
Univerzální zkušební stroj Z100 pro úkoly budoucnosti
Zkušební stroj ZwickRoell Z100 AllroundLine se v současné době používá k provádění zkoušek pro stanovení materiálových vlastností plochých vzorků CFRP při pokojové teplotě. Teplotní rozsah zkoušek lze rozšířit až na kryogenní teplotu 77 K (-196 °C) a lze provádět také zkoušky trubkových vzorků. Ve výhledu je používat systém také pro výzkum difúze plynných médií zkušebním vzorkem při zkouškách tahem, který bude probíhat také za kryogenních podmínek. Profesor Dickhut má v úmyslu obě zkoušky kombinovat: zkoušku tahem, částečně v kryogenních podmínkách, s difuzní zkouškou.
Více informací o metodách kryogenního testování se ZwickRoell
„V minulosti jsem měl často možnost pracovat se stroji ZwickRoell. Jsem rád, že tyto pozitivní zkušenosti mohu nyní využít a dále rozvíjet v našich vědecko-výzkumných projektech na Univerzitě Bundeswehru v MnichověJá i můj tým se těšíme na úspěšnou spolupráci se společností ZwickRoell.“.
Prof. Dr.-Ing. Tobias Dickhut, profesor kompozitních materiálů a inženýrské mechaniky na Fakultě strojního inženýrství.
Výsledek
Flexibilní stanovení charakteristik materiálů a zjednodušené zkoušky součástí
Na zkušebním stroji Z100 AllroundLine může Ústav kompozitních materiálů a inženýrské mechaniky provádět flexibilní charakterizaci materiálů a zjednodušené zkoušky součástí s cílem podpořit vývoj a výzkum nových konstrukčních metod. Další výzkumné projekty vidí profesor Dickhut růžově a má za to, že zkušební stroje ZwickRoell budou v budoucnu hrát významnou roli.
Náš zkušební stroj můžeme nyní využívat k získávání požadovaných charakteristických hodnot. Videoextenzometry navíc poskytují detailní informace o vysoce namáhaných komponentech CFRP a pomáhají optimalizovat jejich vlastnosti. V budoucnu plánujeme využívat i další snímače (tenzometrické nasazovací průtahoměry).
