DE102006012962A1 - Cyclic or dynamic fatigue test implementation device for material sample, has unit enclosing sample of material, connected to clamping units and surrounding hermetically closed volume containing sample of material - Google Patents

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Abstract

The device has a sample loading device with two clamping units (1, 2), between which a sample of material (3) is inserted. A unit encloses the sample of material and is connected to the clamping units in a fluid sealed manner. The unit surrounds a hermetically closed volume (5) containing the sample of material. The unit enclosing the sample of material exhibits different rigidity in different spatial directions. A fluid sealed section is provided at a partial region made of fibre composite material.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines zyklischen Ermüdungsversuches an einer Werkstoffprobe.The The invention relates to a device for carrying out a cyclic fatigue test on a material sample.

Stand der TechnikState of the art

Ermüdungsversuche an Werkstoffproben stellen mechanische Belastungsuntersuchungen dar, um Beanspruchungsgrenzen von unterschiedlichen Werkstoffen und Probengeometrien zu ermitteln. Zyklische an Werkstoffproben bspw. dienen zur Ermittlung zyklischer Werkstoffkennwerte, die sowohl einem bestimmten Werkstoff als auch einer bestimmten Probengeometrie zugeordnet werden können, auf deren Grundlage prognosefähige Werkstoffgesetze für die Simulation des Werkstoffeinsatzes unter realistischen Einsatzbedingungen abgeleitet werden können.fatigue tests on material samples provide mechanical load tests to stress limits of different materials and to determine sample geometries. Cyclic on material samples, for example. are used to determine cyclic material parameters, both a specific material as well as a specific sample geometry can be assigned whose basis is predictable Material laws for the simulation of material use under realistic conditions of use can be derived.

Für die Durchführung derartiger zyklischer Untersuchungen an Werkstoffproben sind unterschiedlichste Probenbelastungseinrichtungen bekannt, von denen ohne jegliche Einschränkung der Gesamtheit aller Belastungseinheiten an dieser Stelle repräsentativ auf servo-hydraulische Schnellzerreißmaschinen verwiesen sei, in die eine zu untersuchende Werkstoffprobe in der Regel über zwei Einspannbacken fest eingespannt wird. Zur zyklischen Zugbelastungsuntersuchung wird die Werkstoffprobe unter Vorgabe einer bestimmten Prüffrequenz belastet. Hierbei können die Dehnrate aus dem Verhältnis von Abzugsgeschwindigkeit zur Länge des verformten Teils der Werkstoffprobe berechnet und Untersuchungen zum Einfluss von umgebenden Medien durchgeführt werden.For the implementation of such cyclic investigations on material samples are very different Sample loading devices are known, of which without any limitation of the totality All load units at this point are representative of servo-hydraulic quick tearing in which a sample of material to be examined in the Usually over two clamping jaws is firmly clamped. For cyclic tensile loading investigation is the material sample under specification of a certain test frequency loaded. Here you can the strain rate from the ratio of Pulling speed to the length of the deformed part of the material sample and investigations to the influence of surrounding media.

Steht bei der Werkstoffprobenuntersuchung das Ermüdungsverhalten (zyklische Versuche) von Werkstoffproben in Gegenwart bestimmter Medien im Mittelpunkt des Interesses, wobei das jeweils ausgewählte Medium einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die Werkstoffbeanspruchbarkeit hat, wie beispielsweise im Falle korrosiv auf die Werkstoffprobe einwirkende Medien, so gilt es, derartige Belastungsuntersuchungen in Umgebung derartiger Medien durchzuführen, um letztlich zuverlässige Aussagen über die Belastbarkeit und Lebensdauer bestimmter Werkstoffproben unter Einwirkung eines zusätzlichen Mediums treffen zu können.Stands fatigue behavior during cyclic material testing (cyclic tests) of material samples in the presence of certain media in the center of interest, with the selected medium not one negligible influence on the material strength has, as for example in the case corrosive media acting on the material sample, it is valid Such stress studies in the environment of such media perform, ultimately reliable Statements about the load capacity and life of certain material samples under Action of an additional To meet the medium.

Zur zyklischen Belastungs- bzw. Ermüdungsprüfung von Werkstoffproben unter relevanten Belastungen in Gegenwart von die Werkstoffeigenschaften nachteilhaft beeinflussenden Medien, sind nach bisheriger Praxis aufwendige Probenkammern erforderlich, in denen die gesamte Werkstoffprobe, die beispielsweise in einer servohydraulischen Prüfmaschien eingespannt ist, unterzubringen sind. Hierbei treten jedoch technische Probleme hinsichtlich der Abdichtung der Probenkammer für die zyklische Krafteinleitung in die Probe auf. Weiterhin benötigen derartige Probenkammern erhebliche Mengen an dem jeweils gewählten Medium, wodurch das Gefahrenpotential, bspw. durch Explosion oder Verunreinigungen, die Kosten, bei Verwendung teuerer Medien, sowie der apparative Aufwand beträchtlich sind. Insbesondere der Einsatz von giftigen oder explosionsgefährlichen Medien macht entsprechend weit reichende Schutzzonen um die entsprechende Probenkammer erforderlich, was einen erheblichen zusätzlichen Raumbedarf erfordert.to cyclic load or fatigue test of Material samples under relevant loads in the presence of the Material properties adversely affecting media are after Previous practice complex sample chambers required in which the entire material sample, for example, in a servohydraulic Prüfmaschien is clamped, are to be accommodated. However, this is technical Problems with the sealing of the sample chamber for the cyclic introduction of force into the sample. Furthermore, such require Sample chambers significant amounts of the selected medium, whereby the danger potential, for example by explosion or impurities, the cost, when using expensive media, as well as the apparative Effort considerably are. In particular, the use of toxic or explosive Media makes accordingly far-reaching protection zones around the appropriate Sample chamber required, which is a considerable additional Requires space.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der Werkstoffproben zyklischen Ermüdungsversuchen unterzogen werden können, unter denen die Werkstoffproben unmittelbar einem flüssigen, festen oder gasförmigen Medium ausgesetzt werden können, um deren Belastbarkeits- und Lebensdauergrenzen unter realitätsnahen Einsatzbedingungen untersuchen zu können, ohne dabei die vorstehend skizzierten, technischen aufwendigen Abdichtungs- und Schutzanforderungen treffen zu müssen. Die hierfür erforderlichen Maßnahmen sollen technisch einfach und möglichst Kosten sparend realisierbar sein.Of the Invention has for its object to provide a way with The material samples are subjected to cyclic fatigue tests can, under which the material samples directly belong to a liquid, solid or gaseous medium can be exposed around their capacity and life limits under realistic To be able to investigate conditions of use, without the above sketched, technical elaborate sealing and protection requirements to have to meet. The one for this necessary measures should be technically simple and possible Be cost-saving feasible.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung, insbesondere unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel zu entnehmen.The solution the object underlying the invention is specified in claim 1. The concept of the invention advantageously further-forming features Subject of the dependent claims and the description, in particular with reference to the embodiment refer to.

Lösungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines zyklischen Ermüdungsversuches an einer Werkstoffprobe, die zwischen wenigstens zwei Einspannelementen einer Probenbelastungseinrichtung einspannbar und einem durch die Probe gerichteten dynamischen Kraftfluss aussetzbar ist, dadurch weitergebildet, dass ein die Werkstoffprobe umhüllendes Element vorgesehen ist, das an den wenigstens zwei Einspannelementen fluiddicht gefügt ist und ein hermetisch abgeschlossenes, die Werkstoffprobe enthaltendes Volumen umschließt.Solution is a Apparatus for carrying out a cyclic fatigue test on a material sample between at least two clamping elements a Probenbelastungseinrichtung clamped and one through the sample Directed dynamic force flow is exposable, thereby educated, that enveloping the material sample Element is provided on the at least two clamping elements fluid-tight joined is and a hermetically sealed, containing the material sample Enclosing volume.

Die der Erfindung zugrunde liegende Idee sieht mit möglichst einfachen Mitteln die Schaffung eines die Werkstoffprobe einschließenden Volumens vor, wobei die hierfür zu ergreifenden Maßnahmen keinerlei Einfluß auf das Steifigkeitsverhalten der zu untersuchenden Werkstoffprobe selbst haben. Bei der Materialwahl des die Werkstoffprobe umhüllenden Elementes sowie bei dessen geometrischen Ausgestaltung es darauf zu achten, dass die Dehnbarkeit des die Werkstoffprobe umhüllendes Elementes zumindest in Wirkrichtung des auf die Werkstoffprobe während der Durchführung des zyklischen Ermüdungsversuches gerichteten Kraftflusses größer ist als die Dehnfähigkeit der Werkstoffprobe selbst. Zugleich sollte jedoch das die Werkstoffprobe umhüllende Element den gleichen Belastungen und Verformungen durch die Probenbelastungseinrichtung ausgesetzt sein, wie die Werkstoffprobe, um auf diese Weise durch Vorsehen geeigneter Sensoren repräsentierende Informationen über die auf bzw. in die Werkstoffprobe einwirkenden Belastungen zu erhalten. Auf diese Weise kann eine definierte Beanspruchung der Werkstoffprobe kontrolliert und entsprechend garantiert werden.The idea underlying the invention provides with the simplest possible means the creation of a volume including the material sample, wherein the measures to be taken therefor have no influence whatsoever on the rigidity behavior of the material sample to be examined itself. In the choice of material of the material sample enveloping element and its geometric Embodiment care should be taken that the extensibility of the material sample enveloping element at least in the effective direction of the material sample during the execution of the cyclic fatigue test force flow is greater than the elasticity of the material sample itself At the same time, however, the element enclosing the material sample the same loads and Be exposed to deformations by the sample loading device, such as the material sample, to obtain in this way by providing suitable sensors information representing the loads acting on or in the material sample. In this way, a defined stress of the material sample can be controlled and guaranteed accordingly.

Als bevorzugtes Material zur Ausbildung des die Werkstoffprobe umhüllenden Elementes eignet sich Faserverbundwerkstoff, der durch geeignete Herstellung und Gewebeorientierung bezüglich der Verbundeigensteifigkeit individuell konfektioniert werden kann.When preferred material for forming the material sample enveloping Elementes is fiber composite, by suitable production and tissue orientation the composite stiffness can be tailored individually.

Aufgrund der durch die Probenbelastungseinrichtung und der mit dieser verbundenen Einspannelemente vorgegebenen Prüfgeometrie ist das die Werkstoffprobe umhüllende Element rohr- bzw. schlauchförmig ausgebildet und verfügt über einen Innendurchmesser, der an die jeweilige Außenkontur der Einspannelemente angepasst ist, zwischen denen die Werkstoffprobe eingespannt wird. Das in Art einer Hülse ausgebildete Element ist mit den Einspannelementen fluiddicht, vorzugsweise im Wege einer Klebung verbunden.by virtue of the through the sample loading device and connected to this Clamping elements given test geometry this is the material sample enveloping Element tubular or tubular formed and has an inner diameter, to the respective outer contour of Clamping elements is adjusted, between which the material sample is clamped. The trained in the manner of a sleeve element with the clamping elements fluid-tight, preferably by way of a Bonding connected.

Alternativ zur Verwendung von Faserverbundwerkstoffen für die Ausbildung eines die Werkstoffprobe umhüllenden Elementes eignen sich auch anderweitige Materialien, die den eingangs erläuterten Dehnbarkeitsbedingungen entsprechen, so beispielsweise Formgedächtnislegierungen, die über superelastische Materialeigenschaften verfügen. Derartige Materialien können in geeigneter Weise hinsichtlich ihres Dehnungs- bzw. Dämpfungsverhalten durch entsprechende Bestromung aktiv beeinflußt werden.alternative on the use of fiber composites for the formation of a Enveloping material sample Elementes are also suitable for other materials, the beginning explained Stretchability conditions, such as shape memory alloys, the super elastic Have material properties. such Materials can in a suitable manner with regard to their expansion or damping behavior be actively influenced by appropriate energization.

Auch ist es vorteilhaft, das die Werkstoffprobe umhüllende Element mit geeigneten Sensoren zu bestücken, beispielsweise im Wege einer Applikation oder Integration, mit denen der Verformungszustand in das die Werkstoffprobe umhüllenden Elementes detektierbar ist. Auf diese Weise können exakt jene dynamischen Belastungen messtechnisch erfaßt werden, die gleichfalls die Werkstoffprobe belasten. So lassen sich mit Hilfe geeignet ausgewählter Sensoren, wie beispielsweise Dehnungsmessstreifen, faseroptische Sensoren oder auf dem piezoelektrischen Effekt basierende Sensoren in besonders vorteilhafter Weise einsetzen um mehraxiale Belastungen, wie beispielsweise Zug-Torsionsbelastungen zu erfassen. Ebenso ist es möglich, durch Vorsehen geeigneter Aktoren an oder innerhalb des die Werkstoffprobe umhüllenden Elementes neben den durch die Probenbelastungseinrichtung hervorgerufene Probenbelastungen zusätzliche Belastungen zu generieren. So eignen sich hierfür Aktoren, die in oder an das die Werkstoffprobe umhüllende Element integriert oder applizierbar sind, wie bspw. piezoelektrisch aktivierbare Fasern, Folienaktoren oder Stapelaktoren oder auch aus Formgedächtnislegierungen bestehende Aktoren. Bei geeigneter Anbringung an das die Werkstoffprobe umhüllende Element vermögen derartige Aktoren mehraxiale Belastungen, wie beispielsweise Zug-Torsionskopplungen zu generieren. So ist die Zug-Torsionskopplung eine Verformungskopplung, bei der durch Einleiten einer Längsverformung entsprechend der Steifigkeit der zu untersuchenden Werkstoffprobe sowie der Drehbarkeit der Einspannungselemente zusätzliche Verdrehung und/oder Drehmomente erzeugt werden können.Also it is advantageous that the material sample enveloping element with suitable To equip sensors, for example, by means of an application or integration with which the state of deformation in the material sample enveloping Element is detectable. That way you can get exactly those dynamic ones Loads are detected metrologically, which also load the material sample. So you can join Help appropriately selected Sensors, such as strain gauges, fiber optic Sensors or sensors based on the piezoelectric effect use in a particularly advantageous manner to multi-axial loads, such as train torsional loads. Likewise is it is possible by providing suitable actuators on or within the material sample enveloping Element next to the caused by the sample loading device Sample loads additional Generate burdens. For this purpose, actuators are suitable in or on the Enveloping material sample Element integrated or applied, such as, piezoelectric activatable fibers, film actuators or stack actuators or else from shape memory alloys existing actors. With suitable attachment to the material sample enveloping Element assets such Actuators multi-axial loads, such as tensile torsion couplings to generate. Thus, the tensile torsional coupling is a deformation coupling, in by initiating a longitudinal deformation according to the rigidity of the material sample to be examined and the rotation of the clamping elements additional Twist and / or torques can be generated.

Ein weiterer sehr wichtiger Aspekt im Vorsehen eines die Werkstoffprobe lösungsgemäß umhüllenden Elementes ist die Schaffung eines die Werkstoffprobe hermetisch umschließenden, mit einem Medium befüllbaren Volumens, in dem Versuche zur Medienbeständigkeit der Werkstoffprobe unter dynamischen Belastungen durchgeführt werden können. So ist es möglich, bei geeigneter fluiddichter Materialwahl des die Werkstoffprobe umhüllenden Elementes, dass Belastungsversuche mit entsprechend vorgebbaren Innendruckverhältnissen durchgeführt werden können. Hierzu sieht wenigstens ein Einspannelement eine Zuleitung für das Befüllen des hermetisch umschlossenen Volumens mit einem Gas unter entsprechenden Druckbedingungen vor.One Another very important aspect in providing a material sample enveloping according to the solution Element is hermetically creating a material sample enclosing fillable with a medium Volume, in the tests for media resistance of the material sample under dynamic loads. So Is it possible, with suitable fluid-tight material choice of the material sample enveloping Elementes that load tests with appropriately predeterminable Internal pressure conditions carried out can be. For this purpose, at least one clamping element provides a supply line for filling the hermetically enclosed volume with a gas below corresponding Pressure conditions.

Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, das Volumen mit einer Flüssigkeit zu befüllen oder das Volumen entsprechend mit einer Flüssigkeit zu durchströmen. Hierzu sind an den jeweils gegenüberliegend angeordneten Einspannelementen entsprechende Zu- bzw. Ableitungen für ein flüssiges Medium vorzusehen.Of course it is it also possible that Volume with a liquid to fill or to flow through the volume corresponding to a liquid. For this are opposite each other arranged clamping elements corresponding supply and discharge lines for a liquid medium provided.

In der einzigen Figur ist eine schematisierte Längsschnittdarstellung durch die Einspannelemente 1, 2 einer nicht weiter dargestellten Probenbelastungseinrichtung gezeigt, an deren sich stirnseitig gegenüberliegenden Enden die zu untersuchende Werkstoffprobe 3 eingespannt ist. Der Einfachheit halber sei angenommen, dass die Einspannelemente 1, 2 einen runden Querschnitt aufweisen. Zusätzlich ist lösungsgemäß teilweise mit den stirnseitigen Endbereichen beider Einspannelemente 1, 2 teilüberlappend ein die Werkstoffprobe 3 umhüllendes Element 4 vorgesehen, das ein zwischen den Einspannelementen 1, 2 befindliches Volumen 5 hermetisch einzuschließt. Das Element 4 ist hülsenartig ausgebildet und mit den jeweiligen stirnseitigen Endbereichen der Einspannelemente 1, 2 fluiddicht verfügt, vorzugsweise im Wege einer fluiddichten Klebverbindung 6. Selbstverständlich sind auch alternative Verbindungstechniken, beispielsweise durch Vorsehen geeigneter Flanschverbindungen, wie beispielsweise Schraubverbindungen möglich.In the single figure is a schematic longitudinal section through the clamping elements 1 . 2 a sample loading device, not shown, shown at their frontally opposite ends to be examined material sample 3 is clamped. For the sake of simplicity, it is assumed that the clamping elements 1 . 2 have a round cross-section. In addition, according to the solution partially with the end-side end portions of both clamping elements 1 . 2 partially overlapping one the material sample 3 enveloping element 4 provided, the one between the clamping elements 1 . 2 located volume 5 hermetically shut up. The element 4 is sleeve-shaped and with the respective end-side end portions of the clamping elements 1 . 2 has fluid-tight, preferably by means of a fluid-tight adhesive bond 6 , Of course, alternative connection techniques, for example, by providing suitable flange, such as screw connections possible.

Bei der in der einzigen Figur dargestellten Anordnung sei angenommen, dass die Werkstoffprobe 5 in der durch die Pfeilrichtungen angegebenen Raumrichtung zyklisch und/oder dynamisch gestaucht und gedehnt wird. Zugleich sollte das die Werkstoffprobe 3 umhüllende Element 4 über eine hohe in Radialrichtung orientierte Steifigkeit aufweisen, um bei Ermüdungsversuche, die in einer druckbeaufschlagten Atmosphäre durchgeführt werden, den hohen Druckbelastungen Stand zu halten.In the arrangement shown in the single figure, it is assumed that the material sample 5 is cyclically and / or dynamically compressed and stretched in the spatial direction indicated by the arrow directions. At the same time, this should be the material sample 3 enveloping element 4 have high radial stiffness in order to withstand high pressure loads in fatigue tests conducted in a pressurized atmosphere.

Wie bereits eingangs erwähnt ist es zudem möglich, an der Außenwand 4a oder an der Innenwand 4i entsprechende Sensoren S und/oder Aktoren A zu applizieren, die einerseits innerhalb des Elementes 4 auftretende Verformungen zu detektieren vermögen und andererseits durch entsprechende Eigenverformungen zusätzliche Verformungen innerhalb des Elementes 4 zu induzieren vermögen.As already mentioned, it is also possible on the outside wall 4a or on the inner wall 4i corresponding sensors S and / or actuators A to apply, on the one hand within the element 4 to detect occurring deformations and on the other hand by appropriate intrinsic deformations additional deformations within the element 4 to induce.

Über innerhalb der Einspannelemente 1, 2 vorgesehene Zu- bzw. Ableitungen 9, 10 kann das hermetisch abgeschlossene Volumen 5 mit entsprechenden Medien durchbeaufschlagt oder durcklos befüllt oder von diesem durchströmt werden.Over inside the clamping elements 1 . 2 provided inlets and outlets 9 . 10 can the hermetically sealed volume 5 With appropriate media or pressurized filled without flow through this.

Das Volumen 5 ist vorzugsweise möglichst klein auszubilden, um die gegebenenfalls erforderlichen Fluidmengen, um das Volumen 5 zu befüllen gering zu halten, zudem tritt ein nur geringer Schaden ein, sofern das die Werkstoffprobe 5 umhüllende Element 4 dem Innendruck nicht standhalten könnte und bersten würde.The volume 5 is preferably as small as possible, to the possibly required fluid quantities to the volume 5 to fill to keep low, also occurs only a small damage, if that is the material sample 5 enveloping element 4 the internal pressure could not withstand and burst.

1, 21, 2
Einspannelementejigs
33
WerkstoffprobeMaterial sample
44
das die Werkstoffprobe umhüllende Elementthe enveloping the material sample element
55
Volumenvolume
66
Klebeverbindungadhesive bond
77
Sensorsensor
88th
Aktoractuator
9, 109 10
Zu-, AbleitungTo-, derivation

Claims (18)

Vorrichtung zur Durchführung eines zyklischen Ermüdungsversuches an einer Werkstoffprobe, die zwischen wenigstens zwei Einspannelementen einer Probenbelastungseinrichtung einspannbar und einem durch die Probe gerichteten dynamischen Kraftfluss aussetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Werkstoffprobe umhüllendes Element vorgesehen ist, das an den wenigstens zwei Einspannelementen fluiddicht gefügt ist und ein hermetisch abgeschlossenes, die Werkstoffprobe enthaltendes Volumen umschließt.Device for carrying out a cyclic fatigue test on a material sample which can be clamped between at least two clamping elements of a sample loading device and a dynamic force flow directed through the sample, characterized in that an element enclosing the material sample is provided which is fluid-tightly joined to the at least two clamping elements and encloses a hermetically sealed volume containing the sample of material. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Werkstoffprobe umhüllende Element unterschiedliche Steifigkeiten in unterschiedliche Raumrichtungen aufweist.Device according to claim 1, characterized in that that envelopes the material sample Element different stiffness in different directions having. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Werkstoffprobe umhüllende Element eine in Kraftflussrichtung durch die Werkstückprobe höhere Dehnfähigkeit als die Werkstoffprobe aufweist.Device according to claim 2, characterized in that that envelopes the material sample Element one in force flow direction through the workpiece sample higher extensibility as the material sample has. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die Werkstoffprobe umhüllende Element zumindest einen Teilbereich aus einem Faserverbundwerkstoff vorsieht.Device according to one of claims 1 to 3, characterized that envelopes the material sample Element at least a portion of a fiber composite material provides. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff um eine durch den durch die Werkstoffprobe gerichteten Kraftfluss orientierte Raumachse eine helikale Faserwicklung aufweist.Device according to claim 5, characterized in that that the fiber composite by one by the through the material sample directed force flow oriented space axis a helical fiber winding having. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an dem wenigstens einen Teilbereich aus Faserverbundwerkstoff eine fluiddichte Schicht vorgesehen ist.Apparatus according to claim 4 or 5, characterized that at least on the at least one portion of fiber composite material a fluid-tight layer is provided. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an dem wenigstens einen Teilbereich aus Faserverbundwerkstoff eine Materialkopplung zur Einleitung mehraxialer Belastungen vorgesehen ist.Device according to one of claims 4 to 6, characterized that at least on the at least one portion of fiber composite material provided a material coupling for initiating multi-axial loads is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Werkstoffprobe umhüllende Element als rohrartiger Hohlkörper ausgebildet ist, der über einen kreisrunden oder von der Kreisform abweichenden Querschnitt sowie über eine Rohrachse verfügt, längs der die Werkstoffprobe angeordnet ist, und dass der rohrartige Hohlkörper eine maximale Steifigkeit in Umfangsrichtung und eine minimale Steifigkeit längs zur Rohrachse aufweist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized that envelopes the material sample Element formed as a tubular hollow body is that over a circular or deviating from the circular cross-section as well as over one Tube axis, along the the material sample is arranged, and that the tubular hollow body a maximum rigidity in the circumferential direction and minimum rigidity along the Tube axis has. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das die Werkstoffprobe umhüllende Element zumindest einen Teilbereich aus einer Formgedächtnislegierung aufweist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized that envelopes the material sample Element at least a portion of a shape memory alloy having. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem die Werkstoffprobe umhüllenden Element wenigstens ein Sensor zur Schadenserkennung oder zur Erkennung von Systemveränderungen an dem Element integriert oder appliziert ist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that in or on which the At least one sensor for detecting damage or for detecting system changes to the element is integrated or applied to the material-enveloping element. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor aus folgenden Sensortypen auswählbar ist: Dehnungsmessstreifen, faseroptischer Sensor, piezoelektrischer Sensor, SMA.Device according to claim 10, characterized in that that the at least one sensor is selectable from the following sensor types: Strain gauges, fiber optic sensor, piezoelectric sensor, SMA. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem die Werkstoffprobe umhüllenden Element wenigstens ein Aktor zur kontrollierten Einleitung von Zug-, Druck- oder Schubspannungen in das Element.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in or on the element enclosing the material sample at least one Actuator for the controlled introduction of tensile, compressive or shear stresses in the element. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktor aus folgenden Aktortypen auswählbar ist: piezoelektrisch aktivierbare Faser, piezoelektrisch aktivierbarer Folienaktuator, piezoelektrisch aktivierbarer Stapelaktuator, SMA.Device according to claim 12, characterized in that the at least one actuator can be selected from the following types of actuators: piezoelectrically activatable fiber, piezoelectrically activatable Film actuator, piezoelectrically activatable stack actuator, SMA. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Aktor mit einer Aktivierungseinheit verbunden ist, die den wenigstens einen Aktor unter Ausbildung eines resonanten Schwingungsverhaltens des die Werkstoffprobe umhüllenden Elements anregt, und dass der wenigstens eine Sensor Änderungen im Resonanzverhalten zu detektieren vermag.Device according to claims 10 and 12, characterized that the at least one actuator is connected to an activation unit is that the at least one actuator to form a resonant Excites vibration behavior of the material sample enveloping element, and that the at least one sensor changes can detect in the resonance behavior. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das durch das die Werkstoffprobe umhüllende Element hermetisch eingeschlossene Volumen mit einem Medium befüllbar oder durchströmbar ist.Device according to one of claims 1 to 14, characterized that is hermetically sealed by the element encasing the material sample Volume fillable with a medium or flow through is. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Einspannelement eine Zu- und/oder Ableitung für ein Einbringen eines Mediums in das hermetisch abgeschlossene Volumen aufweist.Device according to claim 15, characterized in that that at least one clamping element an inlet and / or discharge for a Introducing a medium into the hermetically sealed volume having. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das die Werkstoffprobe umhüllende Element mit den wenigstens zwei Einspannelementen verklebt ist.Device according to one of claims 1 to 16, characterized that envelopes the material sample Element is glued to the at least two clamping elements. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Durchführung dynamischer und zyklischer Ermüdungsversuche.Use of the device according to one of claims 1 to 17 for implementation dynamic and cyclic fatigue tests.
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