Université de la Bundeswehr de Munich : essai de PRFC à très basse température
Case Study
- Client : Université de la Bundeswehr de Munich
- Lieu : Taufkirchen, Allemagne
- Secteur d'activité: Academia
- Sujet : Détermination des valeurs caractéristiques du matériau sur des éprouvettes de PRFC à température ambiante et à très basse température
Juillet 2024
L’Institut d’ingénierie aéronautique de l’Université de la Bundeswehr de Munich réalise des essais sur PRFC à l’aide de la machine d’essai universelle Z100 de ZwickRoell. L’objectif : déterminer les valeurs caractéristiques du matériau à température ambiante et à très basse température, ainsi qu’avec des forces jusqu’à 100 kN.
L’Université de la Bundeswehr de Munich
Du génie civil et des sciences de l’environnement à la gestion d’entreprise et au génie mécanique en passant par l’électrotechnique et les technologies de l’information, l’Université de la Bundeswehr de Munich, fondée en 1973, propose des programmes académiques et 35 cursus dans dix facultés au total, accessibles aussi bien aux étudiants civils que militaires. L’objectif est d’offrir à ces derniers la meilleure formation possible dans les plus brefs délais.
La faculté de génie mécanique forme au service aéronautique de la Bundeswehr dans l’Institut d’ingénierie aéronautique et effectue des recherches dans le domaine de la technologie aéronautique et aérospatiale. Le centre de formation sur le site du Ludwig Bölkow Campus à Taufkirchen existe depuis 2015. Outre la recherche fondamentale et appliquée, il propose le bachelor « Aeronautical Engineering » en alternance qui ne cesse d’évoluer. L’enseignement et la recherche couvrent toutes les disciplines de l’ingénierie aéronautique, ainsi que les domaines apparentés. Au total, l’institut compte cinq chaires, dont celle des matériaux composites et de la mécanique technique.
Les Top Compétences ZwickRoell
- Technologie éprouvée pour l’essai de matériaux PRFC
- Mesure de l’allongement sans contact et sans marquage avec le système videoXtens
- Systèmes d’essai flexibles qui s’adaptent facilement à de nouvelles tâches
- Soutien optimal de la recherche et du développement
- Longue et bonne expérience avec ZwickRoell
La demande
Tests de composants jusqu’à 100 kN et détermination des valeurs caractéristiques du matériau sur des éprouvettes PRFC
Tobias Dickhut occupe la chaire des matériaux composites et de la mécanique technique à la faculté de génie mécanique de l’Université de la Bundeswehr de Munich, où il effectue des recherches dans le domaine des composites fibres-plastique. « Dans notre nouveau laboratoire, qui dispose des possibilités de fabrication les plus récentes pour les structures aéronautiques et aérospatiales en composites fibres-plastique, je me concentre tout particulièrement sur les questions relatives à l’introduction de forces adaptées à la construction légère dans les composants structurels en composites hautement sollicités et à l’utilisation du matériau à très basse température », explique le scientifique.
Dickhut et son équipe déterminent les valeurs caractéristiques de matériaux sur des éprouvettes de plastique renforcé de fibres de carbone (PRFC) à température ambiante et à très basse température. Pour les très basses températures, on parle également de conditions cryogéniques. Sans l’utilisation de la machine d’essai universelle Z100 AllroundLine de ZwickRoell, acquise grâce à des subventions du ministère fédéral allemand de l’Économie et de la Protection du climat sous le code de subvention 50RK2142, il n’aurait pas été possible de déterminer des valeurs caractéristiques mécaniques. Il n’a pas été possible de concevoir des composants en composites fibres-plastique de manière à ce qu’ils soient résistants. À l’avenir, Dickhut prévoit d’utiliser ces déterminations de valeurs caractéristiques également pour des essais simplifiés de composants jusqu’à 100 kN.
La solution ZwickRoell
La machine d’essai universelle Z100 aide à résoudre les problèmes du futur
La machine d’essai Z100 AllroundLine de ZwickRoell est actuellement utilisée pour des essais de caractérisation de matériaux sur des éprouvettes plates en PRFC à température ambiante. Les possibilités d’essai peuvent être étendues à des températures cryogéniques de 77 K (-196 °C) et permettent également de réaliser des essais sur des éprouvettes tubulaires. En outre, il est prévu d’étudier la diffusion de fluides gazeux à travers l’éprouvette lors des essais de traction. Cela doit également se faire dans des conditions cryogéniques. Dickhut prévoit de combiner les deux essais : l’essai de traction, en partie dans des conditions cryogéniques, et l’essai de diffusion.
Plus d’informations sur les méthodes d’essai cryogéniques avec ZwickRoell
« Par le passé, j’ai déjà eu souvent l’occasion de travailler avec des machines ZwickRoell.Je suis heureux de pouvoir intégrer ces expériences positives dans nos projets de recherche scientifique à l’Université de la Bundeswehr de Munich. Mon équipe et moi-même nous réjouissons d’une collaboration fructueuse avec ZwickRoell. »
Prof. Dr.-Ing. Tobias Dickhut, Professeur en matériaux composites et mécanique technique à la Faculté de génie mécanique
Le résultat
Caractérisations de matériaux flexibles et essais de composants simplifiés
La machine d’essai universelle Z100 AllroundLine permet au laboratoire de la chaire des matériaux composites et de la mécanique technique de réaliser des caractérisations de matériaux flexibles et des essais de composants simplifiés afin d’aider au développement et à la recherche de nouvelles méthodes de construction. Dickhut envisage l’avenir de manière positive avec d’autres projets de recherche, dans lesquels les machines d’essai ZwickRoell devraient jouer un rôle important.
La machine d’essai permet désormais de déterminer ces valeurs caractéristiques. De plus, des extensomètres vidéo aident à la conception détaillée de composants en PRFC fortement sollicités et contribuent à optimiser leurs performances. À l’avenir, il est prévu d’utiliser en supplément des connexions de capteurs (extensomètres « Clip-ON » à jauges de contrainte).
