Universidade das Forças Armadas Federais de Munique: Ensaios de CFRP sob temperaturas criogênicas
Case Study
- Cliente: Universidade das Forças Armadas Federais de Munique
- Local: Taufkirchen, Alemanha
- Indústria: Academia
- Tema: Determinação das características do material de amostras de CFRP em temperatura ambiente e temperaturas criogênicas
Julho 2024
A máquina de ensaios universal ZwickRoell Z100 é usada para ensaios de CFRP no Instituto de Engenharia Aeronáutica da Universidade das Forças Armadas Federais em Munique. O objetivo: Determinação das características do material em temperaturas ambiente e criogênica e com forças de até 100 kN.
A Universidade das Forças Armadas Federais de Munique
De engenharia civil e ciências ambientais a engenharia elétrica e tecnologia da informação, administração de empresas e engenharia mecânica - a Universidade das Forças Armadas Federais de Munique, fundada em 1973, oferece programas acadêmicos e 35 cursos de estudo em um total de dez faculdades, que estão abertas a estudantes civis e militares. O objetivo é oferecer a eles o melhor treinamento possível no menor tempo possível.
A Faculdade de Engenharia Mecânica oferece treinamento para o serviço aeronáutico da Bundeswehr no Instituto de Engenharia Aeronáutica e realiza pesquisas no campo da engenharia aeroespacial. O centro de treinamento no Campus Ludwig Bölkow, em Taufkirchen, existe desde 2015. Além da pesquisa básica e aplicada, o programa duplo de bacharelado "Engenharia Aeronáutica" é oferecido no local e está em constante desenvolvimento. A área de ensino e pesquisa abrange todas as disciplinas da engenharia aeronáutica, bem como áreas tematicamente relacionadas. O instituto tem um total de cinco cargos de professor, incluindo o de Professor de Materiais Compostos e Mecânica de Engenharia.
As principais competências da ZwickRoell
- Tecnologia comprovada para ensaios de materiais CFRP
- Medição de deformação sem contato e sem marcas com o sistema videoXtens
- Sistemas de ensaio flexíveis que podem ser facilmente adaptados a novas tarefas
- Suporte ideal para pesquisa e desenvolvimento
- Muitos anos de boa experiência com a ZwickRoell
A tarefa
Ensaios de componentes de até 100 kN e determinação das características do material em amostras de CFRP
Tobias Dickhut é professor de Materiais Compostos e Mecânica de Engenharia na Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade das Forças Armadas Federais em Munique, onde realiza pesquisas na área de compostos de fibra plástica. "Em nosso novo laboratório com as mais recentes opções de fabricação de estruturas aeroespaciais feitas de compósitos de fibra-plástico, estou me concentrando especificamente em questões relacionadas à transmissão de força leve em componentes estruturais altamente tensionados feitos de materiais compostos e no uso do material em temperaturas criogênicas", explica o cientista.
Dickhut e sua equipe determinam as características do material de amostras de plástico reforçado com fibra de carbono (amostras de CFRP) em temperatura ambiente e em temperaturas criogênicas. As condições criogênicas também são mencionadas em relação às temperaturas criogênicas. Sem o uso da máquina de ensaios universal ZwickRoell Z100 AllroundLine, que foi adquirida com financiamento do Ministério Federal de Assuntos Econômicos e Proteção Climática sob o número de concessão 50RK2142, não teria sido possível determinar os parâmetros mecânicos. Os componentes feitos de compósitos de fibra-plástico não puderam ser projetados para suportar cargas. No futuro, a Dickhut também planeja usar esses cálculos de valores característicos para ensaios simplificados de componentes de até 100 kN.
A solução da ZwickRoell
A máquina de ensaio universal Z100 suporta as tarefas do futuro
A máquina de ensaios AllroundLine Z100 da ZwickRoell está sendo usada atualmente para determinar as propriedades do material de amostras planas de CFRP em temperatura ambiente. As opções de ensaio podem ser estendidas para temperaturas criogênicas de 77K (-196°C) e também permitem ensaios em corpos de prova tubulares. Também se destina a investigar a difusão de meios gasosos através do corpo de prova durante os ensaios de tração. Isso também deve ocorrer em condições criogênicas. A Dickhut planeja combinar ambos os ensaios: O ensaio de tração, em parte sob condições criogênicas, com o ensaio de difusão.
"No passado, tive a oportunidade de trabalhar com as máquinas da ZwickRoell.Estou muito feliz por poder incorporar essa experiência positiva em nossos projetos de pesquisa na Universidade das Forças Armadas Federais em Munique. Minha equipe e eu estamos ansiosos por uma colaboração bem-sucedida com a ZwickRoell."
Prof. Dr.-Ing. Tobias Dickhut, Professor de Materiais Compostos e Mecânica de Engenharia na Faculdade de Engenharia Mecânica
O resultado
Caracterização flexível de materiais e testes simplificados de componentes
A máquina de ensaios universal Z100 AllroundLine permite a caracterização de materiais flexíveis e a realização de ensaios de componentes simplificados no laboratório da Cátedra de Materiais Compostos e Mecânica de Engenharia, a fim de apoiar o desenvolvimento e a pesquisa de novos métodos de construção. Com relação a outros projetos de pesquisa, a Dickhut está olhando positivamente para o futuro, no qual as máquinas da ZwickRoell desempenharão um papel importante.
Esses valores característicos agora podem ser determinados com a máquina de ensaio. Além disso, os vídeo extensômetro de auxiliam no projeto detalhado de componentes de CFRP altamente tensionados e ajudam a otimizar seu desempenho. No futuro, serão usadas conexões de sensores adicionais (sensores de strain gauge com clipe).
