ミュンヘン連邦軍大学：極低温下でのCFRP試験
ケーススタディ
- お客様： ミュンヘン連邦軍大学
- 位置：タウフキルヒェン、ドイツ
- 産業： 大学・公的研究機関
- トピック： 室温および極低温におけるCFRP試験片の材料特性の測定
ミュンヘン連邦軍大学
土木工学や環境科学から電気工学や情報技術、経営管理や機械工学まで、1973年に設立されたミュンヘン連邦軍大学は、学術プログラムを提供しています。
目標は、可能な限り最短の時間で最高のトレーニングと教育を提供することです。
機械工学部は、航空工学研究所でドイツ軍のパイロットを養成し、航空宇宙工学の分野で研究を行っています。
タウフキルヒェンのルートヴィヒ・ベルコウキャンパスのトレーニングセンターは、2015 年から運営されています。基礎研究と応用研究に加えて、継続的な新たな開発の対象となっている航空工学の二重学士課程も提供しています。教育および研究分野は、航空工学のすべての分野とテーマ的に関連する分野を網羅しています。この研究所には、複合材料および工学力学の教授職を含め、合計 5 人の教授職がいます。
課題
100kNまでのコンポーネントテストとCFRP試験片の材料特性値の決定
トビアス・ディックハット氏は、ミュンヘン連邦軍大学機械工学部の複合材料および工学力学の教授であり、繊維強化プラスチック複合材料の分野で研究を行っています。繊維強化プラスチック複合材で作られた航空宇宙構造物の最新の製造オプションを備えた新しい研究室では、複合材で作られた高応力構造部品における軽量の力の伝達に関する問題に特に注力しています。
ディックハット氏とチームは、室温と極低温における炭素繊維強化プラスチック (CFRP) 試験片の材料特性値の測定を行っています。低温に関連して極低温状態とも呼ばれます。連邦経済気候対策省の助成金番号 50RK2142 で調達された ZwickRoell Z100AllroundLine万能試験機を使用しなければ、機械的パラメータを決定することは不可能でした。
繊維強化プラスチック複合材で作られた部品は、荷重に耐えられるように設計できませんでした。将来的には、Dickhut 社はこれらの特性値の決定を 100 kN までの簡易コンポーネントテストにも使用することを計画しています。
ツビックローエルのソリューション
Z100 万能試験機は将来のタスクをサポートする準備ができています。
ZwickRoell Z100 AllroundLine試験機は現在、室温での CFRP 平面試験片の材料特性を決定するための試験を実行するために使用されています。
試験の可能性の範囲は、極低温 77K (-196 °C) および管状試験片の試験まで拡張できます。また、引張試験中に試験片を通過するガス媒体の拡散を調査することも目的としています。これも極低温条件下で行う必要があります。ディックハット氏は、部分的に極低温条件下での引張試験と拡散試験を組み合わせることを計画している。
「これまで、ツビックローエルの機械を扱う機会が頻繁にありました。この前向きな経験をミュンヘン連邦軍大学の研究プロジェクトに取り入れることができてうれしく思います。私と私のチームは、ツビックローエルとのコラボレーションを楽しみにしています。」
機械工学部複合材料および工学力学博士、トビアス・ディックハット教授
結果
柔軟な材料特性評価と簡略化されたコンポーネント試験
Z100 AllroundLine万能試験機を使用すると、複合材料および工学力学学科の研究室で柔軟な材料特性評価と簡略化されたコンポーネントテストを実行し、新しい構築方法の開発と研究をサポートできます。
さらなる研究プロジェクトに関しては、ディックハット氏は将来に前向きに目を向けており、そこではツビックローエルの試験機が大きな役割を果たすでしょう。
試験機は現在、これらの特性値を決定するために使用できます。
さらに、ビデオ伸び計は、高応力を受ける CFRPコンポーネントの詳細設計をサポートし、パフォーマンスの最適化に役立ちます。将来的には、追加のセンサー接続（ひずみゲージクリップオン伸び計）が使用される予定です。
