Geeignete Geräte für diese Versuchsart
Herausforderungen bei der Untersuchung der Bruchmechanik
Die Untersuchung der Bruchmechanik von Materialien ist eines der interessantesten und aufregendsten Felder der Materialprüfung. In diesem Bereich wird untersucht, unter welchen Bedingungen ein Riss entsteht und wie groß der Widerstand gegen Risswachstum in Abhängigkeit von der anliegenden Last oder den Umweltbedingungen ist.
Die Bruchmechanik ist für viele Anwendungen von Bedeutung, beispielsweise für moderne Materialien für mikroelektromechanische Systeme, Antriebe von Feststoffraketen, Aluminium oder Stahl für die Luftfahrt oder für tragende Teile, selbst für Asphaltdecken auf den Straßen. Die quantitative Bewertung liefert außerdem Informationen zu den Grundlagen der Materialauswahl bzw. erlaubt die Bewertung von Defekten, die während des Fertigungsprozesses entstanden sind.
Zunehmender Bedarf nach innovativen Materialien für neue Anwendungen
Die Vielzahl technischer Materialien, die zurzeit für zyklische Traglager in Betracht gezogen werden, erfordert viel mehr neue Versuchsdaten. Insbesondere Versuche zum Ermüdungsverhalten und zum Bruchverhalten müssen für eine breitere Materialpalette und vielfältigere Bedingungen als je zuvor durchgeführt werden.
Mit solchen Versuchen lässt sich vorhersagen, ob technische Materialien, beispielsweise Nanoverbundwerkstoffe, konventionelle Metalle für Anwendungen mit dynamischer Lagerbelastung ersetzen können. Außerdem können kleinere Versuchsproben wie Folien, Fasern und Membranen, mitunter sogar kleine Geräte, beispielsweise mikroelektromechanische Geräte, besondere Versuchsaufbauten erfordern. Um solche Materialien und Komponenten zu untersuchen, ersetzen die Prüfgeräte der Firma ElectroForce mit hochleistungsfähigen Linearmagnetmotoren zunehmend konventionelle servohydraulische, elektromechanische oder Schwingspulenkonstruktionen zur Untersuchung des Ermüdungs- und Bruchverhaltens.
Die zur Untersuchung der Bruchmechanik benötigten Geräte können komplex sein, beispielsweise wenn zyklische Belastungen mit hoher Frequenz untersucht werden sollen, um die Versuchszeiten zu reduzieren, wenn Prüfbedingungen zur Gewährleistung der Validität der Daten sehr exakt geregelt werden müssen, die Wechselwirkung zwischen Material und Umwelt unter Einfluss aggressiver Medien untersucht oder das Verhalten der Probe bzw. die Risslänge mit modernsten Sensortechnologien direkt ermittelt werden soll und extrem zuverlässige Prüfgeräte für Versuche mit hohen Zykluszahlen benötigt werden.