Universidad de la Bundeswehr de Múnich: Ensayos de CFRP a temperaturas criogénicas
Testimonio
- Cliente: Universidad de la Bundeswehr de Múnich
- Localidad: Taufkirchen, Alemania
- Sector: Ámbito académico
- Tema: Determinación de las propiedades de los materiales en probetas de CFRP a temperatura ambiente y criogénica
Julio de 2024
En el Instituto de Ingeniería aeronáutica de la Universidad de la Bundeswehr, las fuerzas armadas federales de Múnich, se emplea la máquina de ensayos universal Z100 de ZwickRoell para realizar ensayos de CFRP. Su objetivo: Las características del material se determinan a temperatura ambiente y a temperaturas criogénicas y con fuerzas de hasta 100 kN.
La Universidad de la Bundeswehr de Múnich
Desde Ingeniería civil y Ciencias medioambientales hasta Electrotécnia, Tecnología de la información, Administración y dirección de empresas e Ingeniería mecánica: la Universidad de la Bundeswehr de Múnich, fundada en 1973, ofrece programas académicos y 35 carreras en un total de diez facultades, a las que pueden acceder tanto estudiantes civiles como militares. El objetivo es ofrecerles la mejor formación posible en el menor tiempo posible.
La Facultad de Ingeniería mecánica forma a estudiantes para el servicio aeronáutico de la Bundeswehr en el Instituto de Ingeniería aeronáutica y lleva a cabo investigaciones en el campo de la Ingeniería aeroespacial. El centro de formación del Campus Ludwig Bölkow de Taufkirchen se fundó en 2015. Además de la investigación básica y aplicada, allí se ofrece el programa dual de licenciatura «Aeronautical Engineering», que está en continuo desarrollo. El área de docencia e investigación cubre todas las disciplinas de la ingeniería aeronáutica, así como otras áreas relacionadas. El instituto cuenta con un total de cinco cátedras, incluida la cátedra de Materiales compuestos e Ingeniería mecánica.
Las principales competencias de ZwickRoell
- Tecnología probada para ensayos de materiales de CFRP
- Medición de la deformación sin contacto ni marcas con el sistema videoXtens
- Sistemas de ensayos flexibles que pueden adaptarse fácilmente a nuevas tareas
- Apoyo óptimo para I+D
- Larga y valiosa experiencia con ZwickRoell
La tarea
Ensayos de componentes hasta 100 kN y determinación de propiedades de material en probetas de CFRP
Tobias Dickhut, Prof. Dr.-Ing., es catedrático de Materiales compuestos e Ingeniería mecánica de la Facultad de Ingeniería mecánica de la Universidad de la Bundeswehr de Múnich, donde investiga en el campo de los materiales plásticos compuestos de fibra. «En nuestro nuevo laboratorio con las instalaciones más modernas para la fabricación de estructuras aeroespaciales de materiales compuestos de fibra y plástico, me centro específicamente en cuestiones relacionadas con la transmisión de fuerzas ligeras en componentes estructurales fabricados con materiales compuestos sometidos a grandes esfuerzos y el uso del material a temperaturas criogénicas», explica el científico.
Dickhut y su equipo llevan a cabo determinaciones del valor característico del material en probetas de plástico reforzado con fibra de carbono (probetas de CFRP) a temperatura ambiente y a temperaturas criogénicas. En relación con las bajas temperaturas, también abordan las condiciones criogénicas. Sin el uso de la máquina de ensayos universal Z100 AllroundLine de ZwickRoell, adquirida con fondos del Ministerio alemán de economía y protección del clima bajo el número de subvención 50RK2142, no habría sido posible determinar los parámetros mecánicos. Los componentes fabricados con compuestos de fibra y plástico no podían diseñarse para soportar cargas. En el futuro, Dickhut tiene previsto utilizar estas determinaciones de los valores característicos para ensayos simplificados de componentes de hasta 100 kN.
La solución ZwickRoell
Máquina de ensayos universal Z100 para las aplicaciones del futuro
Con la máquina de ensayos Z100 AllroundLine de ZwickRoell se realizan ensayos para determinar las características del material de probetas planas de CFRP a temperatura ambiente. Las opciones de ensayo se pueden ampliar a temperaturas criogénicas de 77K (-196°C) y también permiten los ensayos en probetas tubulares. Además, también se pretende investigar la difusión de medios gaseosos a través de la probeta de ensayo durante los ensayos de tracción. También está previsto hacerlo en condiciones criogénicas. Dickhut tiene previsto combinar ambos ensayos: El ensayo de tracción, parcialmente en condiciones criogénicas, con el ensayo de difusión.
Más información sobre los métodos de ensayo criogénicos con ZwickRoell
«En el pasado, a menudo he tenido la oportunidad de trabajar con máquinas de ZwickRoell.Estoy encantado de poder aportar ahora esta experiencia tan positiva a nuestros proyectos de investigación científica de la Universidad de la Bundeswehr de Múnich. Mi equipo y yo esperamos que la colaboración con ZwickRoell sea fructífera».
Prof. Dr.-Ing. Tobias Dickhut, Catedrático de Materiales compuestos e Ingeniería mecánica de la Facultad de Ingeniería Mecánica
El resultado
Caracterización flexible de materiales y ensayos simplificados de componentes
La máquina de ensayos universal Z100 AllroundLine permite la caracterización flexible de materiales y la realización de ensayos simplificados de componentes en el laboratorio de la Cátedra de Materiales compuestos e Ingeniería mecánica para fomentar el desarrollo y la investigación de nuevos métodos de construcción. De cara a nuevos proyectos futuros de investigación, Dickhut se muestra optimista y cree que las máquinas de ensayos de ZwickRoell desempeñarán un papel importante.
Actualmente, se pueden determinar estos valores característicos con la máquina de ensayo. Además, con los vídeo-extensómetros se pueden diseñar con detalle los componentes de CFRP sometidos a grandes esfuerzos y ayudan a optimizar su rendimiento. En el futuro, también se utilizarán conexiones de sensores adicionales (extensómetros clip-on con bandas extensométricas).
