Materialprüfung bei hohen Dehnraten

Materialprüfung bei hohen Dehnraten

© Fraunhofer EMI
Gesamtansicht eines Split Hopkinson Compression Bars (SHCB).
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Zugprobe in einem Split Hopkinson Tension Bar (SHTB).
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Temperaturentwicklung einer CFK-Probe kurz nach Versagen, gemessen mit einer Infrarotkamera.

Zur Untersuchung des Materialverhaltens zum Beispiel von Faserverbundwerkstoffen oder Metallen stehen am Fraunhofer EMI neben servohydraulischen Prüfmaschinen für den mitteldynamischen Geschwindigkeitsbereich auch Prüfaufbauten für die Charakterisierung bei höheren Dehnraten zur Verfügung. Bei sogenannten Split Hopkinson Bars wird eine mechanische Welle über lange Stäbe in die Proben eingebracht. Es sind dabei Versuchsanlagen zur Prüfung von Druckbelastungen (Split Hopkinson Pressure Bars SHPB) als auch zur Prüfung von Zugbelastungen (Split Hopkinson Tension Bar) verfügbar. Der Vorteil solcher Verfahren besteht darin, dass keine großen Massen beschleunigt werden müssen. Die erreichbaren Dehnraten liegen dabei abhängig von der Probengeometrie zwischen 200 s-1und 3000 s-1. Für Druckbelastungen steht unter anderem ein spezieller modifizierter SHPB zur Prüfung niederimpedanter Werkstoffe (zum Beispiel Gummi, Klebstoff) zur Verfügung. Die Dehnungsmessung erfolgt mit optischen Messverfahren. Mit speziellen Temperaturkammern können auch Versuche bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden.