ZwickRoell: Optische Dehnungsmessung zur Composites-Prüfung

27.03.2020

Mit dem videoXtens biax 2-150 HP stellt ZwickRoell, Ulm, ein optisches Extensometer vor, das speziell für Prüfungen von Faserverbundwerkstoffen entwickelt wurde. Die Möglichkeiten reichen von der Bestimmung des Zugmoduls und der Poissonzahl bis zum Bruch der Probe – auch bei unterschiedlichen Temperaturen.

Berührungslose Dehnungsmessung mit dem videoXtens unter Verwendung des natürlichen Musters der Probenoberfläche. (Foto: ZwickRoell)

Berührungslose Dehnungsmessung mit dem videoXtens unter Verwendung des natürlichen Musters der Probenoberfläche. (Foto: ZwickRoell)

Bei der Entwicklung des videoXtens biax 2-150 HP standen drei wichtige Punkte im Vordergrund: Eine hohe Genauigkeit für die Bestimmung von Zugmodul und Poissonzahl, die auch für Prüfungen unter Temperatur gewährleistet ist. Ein großes Anwendungsspektrum, so dass mit nur einem Extensometer eine Vielzahl von Prüfungen abgedeckt wird sowie ein geringer Aufwand bei der Probenvorbereitung.

Das wesentliche Kriterium für die Genauigkeit des berührungslosen videoXtens ist die Erfüllung der hohen Anforderungen der ISO 527 an die Bestimmung von Zugmodul und Poissonzahl. Speziell die Querkontraktionskonstante (Poissonzahl) lässt sich mit einer für optische Extensometer bislang nicht erreichten Genauigkeit bestimmen. Die Anforderungen erfüllt der videoXtens biax 2-150 HP auch für Prüfungen in der Temperierkammer. Ein Zusatznutzen für den Anwender, da dies vergleichbare Prüfergebnisse mit demselben Messsystem ohne Hardwareveränderung bei unterschiedlichen Temperaturen ermöglicht.

Blaues Kontrastlicht des videoXtens zur Prüfung von Faserverbundstoffen. (Foto: ZwickRoell)

Blaues Kontrastlicht des videoXtens zur Prüfung von Faserverbundstoffen. (Foto: ZwickRoell)

Ein weiterer entscheidender Vorteil des Prüfsystems sind die vielfältigen Anwendungen bei Faserverbundwerkstoffen. Dazu gehören Zugversuche nach ISO 527-4 und -5, ASTM D 3039, ASTM D 4018, genauso wie die Bestimmung des Schubmoduls oder der Schubdehnung nach ISO 14129 und ASTM D 5318. Auch 3- und 4-Punkt Biegeversuche nach DIN EN ISO 14125 lassen sich ohne Hardware-Erweiterung oder Umrüstung des Extensometers durchführen. Vom elastischen Bereich bis zum Bruch zeichnet der videoXtens das vollständige Spannungs-Dehnungs-Verhalten der Probe hochgenau auf. Dabei besteht keine Gefahr einer Beschädigung, da die Dehnungsmessung berührungslos erfolgt. Das ist ein wichtiges Merkmal, insbesondere für Faserverbundwerkstoffe mit ihrem teils hochenergetischen Probenversagen.

Der Aufwand für die Probenvorbereitung ist bei diesem optischen Extensometer gering, da keine manuelle Markierung erforderlich ist. Durch den Einsatz von blauem Kontrastlicht wird bei lichtundurchlässigen Faserverbundwerkstoffen, beispielsweise carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK), der Kontrast der natürlichen Oberflächenstruktur stark angehoben. Dadurch werden Muster sichtbar gemacht und dienen als virtuelle Messmarken.

www.zwickroell.com

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