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Strukturelle Dauerhaftigkeit und Ermüdungstests

Die strukturelle Integrität ist für die Lebenserwartung eines Fahrzeugs von großer Bedeutung. Wie steht es um die Integrität der Karosserie, des Fahrgestells oder anderer Komponenten wie Dämpfung, Achsen, Antriebsstrangbefestigungen oder ganzer Baugruppen des Fahrzeugs? Wie wirken sich Umwelteinflüsse wie Temperatur, Feuchtigkeit und Sonneneinstrahlung auf die strukturelle Integrität des Fahrzeugs aus? Die folgenden Parameter sollten ausgeglichen sein:

  • Optimales Gewicht und Dimensionierung der Gesamtkonstruktion
  • Sicherer Betrieb
  • Betriebsfestigkeit
  • Robustheit
  • Leistung
  • Verlässlichkeit

Während der Tests muss ein Fahrzeug typischen mechanischen Belastungen standhalten, die im Betrieb über eine bestimmte simulierte Lebensdauer auftreten. Versagen in Form von Ermüdung, beginnenden Rissen oder Verschlechterung ist nicht akzeptabel.

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Vor der Durchführung von realen Feldtests auf speziellen Testgeländen wird die strukturelle Integrität eines Fahrzeugs als vollständige Simulation auf einem PC und als Tests in automatisierten Testanlagen in Beständigkeitslabors durchgeführt. Hier werden die Daten der Straßenbelastung durch Aktoren reproduziert. Lesen Sie mehr über Labortests

Das perfekte Setup für strukturelle Integrität

HBK Darmstadt ist das weltweite Kompetenzzentrum für die Messung und Datenanalyse der strukturellen Integrität.

Holen Sie sich die komplette Toolbox - von der Lebensdauermüdungsanalyse auf der Grundlage von FEM-Modellen bis hin zu mobilen Lösungen für die Datenerfassung im Feld und im Labor, einschließlich der leistungsstarken EDGE-Software, und der leistungsstarken serverbasierten Datenanalyse. Dies natürlich mit dem Ziel, dass das gesamte Team schnelle Tests und Analysen durchführt und ein effizientes Ergebnis zur Freigabe durch das Management liefert.

Vorteile der Verwendung von HBK für die strukturelle Integrität

Beschleunigen Sie die Tests in allen Bereichen - Simulation, Feld und Labor. Konzentrieren Sie sich auf Ihre Daten, vereinfachen Sie Ihre Entwicklung und verringern Sie das Risiko Ihrer Tests.

Mit der HBK-Toolbox für strukturelle Integrität können Sie Ihre Simulations- und Testdaten aus Ihren individuellen virtuellen und physischen Prüfkörpern zusammenstellen und bearbeiten.

 

  • Drastische Reduzierung von Zeit und Ressourcen durch die Zusammenarbeit mit HBK-Experten, die nahtlose Werkzeugkette und alle erforderlichen Dienstleistungen
  • CAE-basierte Ermüdungsanalyse und Simulation mit nCode DesignLife
  • Komplette Messkette aus Dehnungsmessstreifen, Datenerfassungssystemen und Software, wobei alle Komponenten perfekt zusammenarbeiten
  • Breites Portfolio an elektrischen Dehnungsmessstreifen mit kurzen Lieferzeiten, einschließlich vorverdrahteter Messgeräte für den sofortigen Einsatz
  • Eingangsschemata des Datenerfassungssystems mit höchster Immunität gegen elektromagnetische Störungen und thermische Drift durch Trägerfrequenztechnologie, verteilbare Verstärkermodule und Autokalibrierung auf allen Kanälen
  • Kompensation von Kabeleffekten mit patentierter Verstärkertechnologie auf Basis von 4-, 5- und 6-Leiterschaltungen
  • Dasselbe Datenerfassungssystem für Road Load Data Acquisition (RLDA ) und Labortests
  • Das DAQ-System ist mit FlexTest/RPC Pro perfekt in den MTS-329 Straßensimulator und mit INSTRON LabSite in MAST und alle Komponentenprüfstände integriert
  • Komplette Softwarelösung für die Anwendung, startklar ohne Programmierung
  • Leistungsstarke interaktive Analyse und Visualisierung nach der Akquisition mit nCodeGlyphWorks
  • Serverbasierte Verarbeitung gestreamter Daten mit nCodeDS
  • Allgemeine Datenverwaltung und Zusammenarbeit mit Aqira
  • Materialprüfung und -bewertung als Dienstleistung mit HBK-Prüfgeräten

HBK System Offenheit

 

Integrieren Sie die am besten geeigneten Hardware-Kombinationen verschiedener Anbieter in Ihre Gesamttestlösung mit Technologien wie EtherCAT, PROFINET, ASAM XCP-on-Ethernet oder einer einfachen API.

 

Beispiele:

QuantumX/SomatXR DAQ: Parallele Datenerfassung und -steuerung

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Unterstützt Standard-TCP/IP-Ethernet und industrielle Ethernet-Standards wie EtherCAT® bis:

  • Reduzieren Sie die Verkabelung, die Anzahl der Eingänge auf der Controllerseite und die Gesamtkosten
  • Reduzieren Sie Einrichtungszeit und Kosten
  • Reduzieren Sie Komplexität und mögliche Fehler
  • Erhöhen Sie die Verfügbarkeit und die Zeit für Tests, und verkürzen Sie die Entwicklungszeiten
  • Verbessern Sie die Datenqualität und die allgemeine Zuverlässigkeit
  • Erlauben Sie einen einzigen Zeitstempel und verschiedene Taktzyklen (verteilte Uhr, 3 Sync-Manager)
     

 

 

QuantumX und der robuste SomatXR DAQ-Systeme verfügen über den gleichen analogen Eingangspfad und können flexibel kombiniert werden. Beide Datenerfassungssysteme bieten die gleiche Funktionalität und Integrationsmöglichkeit im Feld und auf der Werkbank.

catman Software und Analytik

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catman ist eine umfassende und anpassungsfähige, nicht programmierbare Software, die für die Datenerfassung, die Online-Berechnung und die Analyse durch Überwachung des gesamten Testprozesses konzipiert wurde. Es bietet umfangreiche Berichtsfunktionen mit einer grafischen Darstellung der Ergebnisse.

Alle erfassten Messdatensätze fließen in die Datenanalyse ein, und zwar durch Zählung der Regenflusszyklen und die Monte-Carlo-Methode. Die Software bietet entweder die Erstellung einer Ermüdungskurve (Woehler) oder einer Ermüdungskurve mit variabler Amplitude (Gaßner).

Der effiziente und prozessorientierte Workflow reduziert die Kosten und verkürzt die Testzeiten.

Mehr erfahren: catman software

Entdecken Sie catman - Blättern Sie durch die Galerie


Trend plots

Trend plots


Easy channel configuration

Easy channel configuration


Recording of peaks and valleys

Recording of peaks and valleys


Recording of selected cycles

Recording of selected cycles


Stress analysis

Stress analysis


Rainflow cycle counting

Rainflow cycle counting


Optical strain measurements

Optical strain measurements


Health check of strain gauge channels

Health check of strain gauge channels


Alarms upon unexpected events

Alarms upon unexpected events


Span pair cycle counting

Span pair cycle counting

Prüfung der strukturellen Dauerhaftigkeit: Vom Labor auf die Straße

Eine Bewertung der strukturellen Festigkeit im Labor ist eine der letzten Stufen, bevor ein Fahrzeugprototyp auf den Markt gebracht werden kann. Zur Erstellung von Strukturtestprogrammen, die die tatsächlichen Marktanforderungen abdecken, werden hydraulische, pneumatische und elektrische Antriebe, Vibrationstische und Klimakammern eingesetzt.

Ein Betriebsprofil definiert die zu überwachenden Bedingungen, aber auch die Zielschäden der beschleunigten Tests. Im Labor werden hauptsächlich dehnungs- und kraftbasierte Messungen verwendet, um die Belastungen unter nachgestellten realen Betriebsbedingungen zu charakterisieren und die daraus resultierenden kumulierten Ermüdungsschäden zu berechnen.

 

Um die Straße in zahlreichen Arten von dynamischen und statischen Tests authentisch zu imitieren, werden verschiedene auf das zu testende System einwirkende Belastungen nachgebildet:

  • Mehrachsige, maßstabsgetreue 4-Poster-Straßensimulation mit sechs Freiheitsgraden
  • Analyse von Fahrzeugspannung und -dehnung
  • Biaxiale, axial-torsionale, mehrachsige Belastungsmaschinen
  • Ermüdung bei hohen und niedrigen Zyklen
  • Thermo-mechanische Ermüdung
  • Bruchmechanik
  • Rissausbreitung und Wachstumsstudien
  • Bruchzähigkeit, hohe Dehnungsrate, quasi-statisch, Spannungsrelaxation
  • Validierung des Lenksystems und statische Festigkeit, Torsion, Biegung
  • Prüfung der Endfestigkeit

Bei der Road Load Data Acquisition (RLDA) ist das Fahrzeug mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet: Dehnungsmessstreifen (DMS), Beschleunigungssensoren, Saitenpotentiometer, spezielle Messräder an einer oder zwei Achsen zur Kraft- und Drehmomentmessung, GNSS/GPS/IMU-Sensoren für Position und Kinematik sowie Videokameras zur Aufzeichnung der Fahrsituation.

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