DE102007010426B4 - Test device for samples under impact load - Google Patents

Test device for samples under impact load Download PDF

Info

Publication number
DE102007010426B4
DE102007010426B4 DE200710010426 DE102007010426A DE102007010426B4 DE 102007010426 B4 DE102007010426 B4 DE 102007010426B4 DE 200710010426 DE200710010426 DE 200710010426 DE 102007010426 A DE102007010426 A DE 102007010426A DE 102007010426 B4 DE102007010426 B4 DE 102007010426B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sample
piston
test device
test
damping element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200710010426
Other languages
German (de)
Other versions
DE102007010426A1 (en
Inventor
Ortwin Prof. Dr.-Ing. Hahn
Matthias Dipl.-Ing. Wißling
Tobias Dipl.-Ing. Düpmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaet Paderborn
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE200710010426 priority Critical patent/DE102007010426B4/en
Priority to DE200710058702 priority patent/DE102007058702A1/en
Publication of DE102007010426A1 publication Critical patent/DE102007010426A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007010426B4 publication Critical patent/DE102007010426B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G01N3/307Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated by a compressed or tensile-stressed spring; generated by pneumatic or hydraulic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Prüfvorrichtung zur Ermittlung geschwindigkeitsabhängiger Verbindungskennwerte einer Probe unter Stoßbelastung, wobei die Probe in einer Einspannstrecke gefasst ist, in der ein in einer Beschleunigungsvorrichtung (4) über eine Vorlaufstrecke beschleunigter Kolben (18) die Belastung in Form eines im Wesentlichen elastischen Stoßes auf die Probe (2) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungsvorrichtung (4) einen Prüfzylinder (20) besitzt, dessen Ende (19) konusförmig ausgebildet ist, sowie einen entsprechend angepassten konusförmigen Kolben (18), zwischen denen ein Dämpfungselement (21) wirkt, und damit durch eine bestimmte Integration eines plastischen Stoßanteils mittels des Dämpfungselementes (21) und durch ein definiertes Verhältnis der zur Beschleunigung der Kolbenmasse benötigten Energie zu der Bruchenergie der Probe die Ermittlung von Kraft-Weg- oder Kraft-Zeit-Verläufen bei annährend konstanter Verformungsgeschwindigkeit während des Probenversagens und ohne nennenswerte Überlagerung von Schwingungen aus Prellvorgängen erreicht wird.Tester for determining speed-dependent connection characteristics a sample under impact load, wherein the sample is taken in a clamping section in which a in an accelerating device (4) accelerated over a delay line Piston (18) the load in the form of a substantially elastic shock to the sample (2), thereby characterized in that the accelerating device (4) is a test cylinder (20) has, whose end (19) is cone-shaped, and a correspondingly adapted conical piston (18), between which a damping element (21) works, and thus by a specific integration of a plastic shock share by means of the damping element (21) and by a defined ratio of the acceleration needed the piston mass Energy to the fracture energy of the sample the determination of force-displacement or force-time courses approximately constant deformation rate during sample failure and without significant overlay of Vibrations from bouncing processes is reached.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zur Ermittlung geschwindigkeitsabhängiger Verbindungskennwerte einer Probe unter Stoßbelastung, wobei die Probe in einer Einspannstrecke gefasst ist, in der ein in einer Beschleunigungsvorrichtung über eine Vorlaufstrecke beschleunigter Kolben die Belastung in Form eines im Wesentlichen elastischen Stoßes auf die Probe überträgt.The The invention relates to a testing device for determining speed-dependent connection characteristics a sample under impact load, wherein the sample is taken in a clamping section, in which one in one Acceleration device over a Advance run accelerated piston the load in the form of a essentially elastic shock transfers to the sample.

Die Kenntnis über den Widerstand, die Verformbarkeit und das Arbeitsaufnahmevermögen von Werkstoffen und Werkstoffverbindungen bei Beanspruchungen mit hohen Geschwindigkeiten ist für viele industrielle Bereiche wie Automobilbau, Ballistik, Fertigungstechnik, Bauwesen sowie Luft- und Raumfahrt hinsichtlich der Werkstoffbeanspruchbarkeit und der Sicherheit von höchster Bedeutung.The Knowledge about the resistance, the deformability and the capacity to absorb materials and material connections under high-speed loads is for many industrial areas such as automotive engineering, ballistics, manufacturing technology, Construction and aerospace in terms of material strength and safety of the highest Importance.

Bei Produkten der Verkehrstechnik allgemein und insbesondere bei Produkten des Automobilbaus gewinnt die Crashsicherheitsbewertung von Bauteilen vor dem Hintergrund gestiegener Anforderungen an den Insassenschutz zunehmend eine zentrale Bedeutung. Um eine solche Crashsicherheitsbewertung in der Entwicklungsphase neuer Fahrzeugstrukturen mit der geforderten hohen Vorhersagegenauigkeit durchführen zu können, ist eine Kenntnis des genauen Festigkeits- und Verformungsverhaltens von Werkstoffen und gefügten Verbindungen unter hohen Belastungsgeschwindigkeiten notwendig. Zur experimentellen Ermittlung dieses Festigkeits- und Verformungsverhaltens werden Prüfvorrichtungen mit einem entsprechenden Geschwindigkeitsprofil eingesetzt. An eine solche Prüfvorrichtung zur Ermittlung von Kennwerten unter Stoßbelastung sind sehr hohe Anforderungen gestellt. Dynamische Effekte während der Hochgeschwindigkeitsprüfung können die aufgezeichneten Messsignale derart signifikant überlagern, dass diese überlagerten Messsignale keinen Aufschluss mehr über die tatsächliche Beanspruchung der Probe erlauben. Die Anforderungen an Versuchsaufbauten für hohe Belastungsgeschwindigkeiten liegen daher deutlich über denjenigen für quasistatische Versuche, und der Einsatz kommerzieller Prüfmaschinen ist nur in seltenen Fällen und mit Einschränkungen möglich.at Traffic engineering products in general and in particular for products of the automotive industry wins the crash safety assessment of components against the background of increased demands on occupant protection increasingly central. To have such a crash safety rating in the development phase of new vehicle structures with the required To be able to perform high prediction accuracy is a knowledge of exact strength and deformation behavior of materials and joined Connections under high load speeds necessary. For the experimental determination of this strength and deformation behavior become testers used with a corresponding velocity profile. To one such testing device for Determination of characteristic values under impact load are very high requirements posed. Dynamic effects during the high speed test can the superimpose recorded measurement signals so significantly that they overlap Measuring signals no longer provide information about the actual load allow the sample. The requirements for test setups for high load speeds are therefore significantly above those for quasistatic experiments, and the use of commercial testing machines is only in rare cases and with restrictions possible.

Im Laufe der Zeit wurden verschiedene Konzepte für die Prüfung von Werkstoffen, Fügeverbindungen und Bauteilen mit hohen Versuchsgeschwindigkeiten entwickelt. Für die Bestimmung des Festigkeits- und Verformungsverhaltens der für den Automobilbau relevanten Dehnrate von max. 500/sec sind hier insbesondere die servohydraulische Schnellzerreißmaschine, das Rotationsschlagwerk und das Pendelschlagwerk zu nennen.in the Over time, different concepts for testing of materials, joining compounds and components developed at high speeds. For the determination the strength and deformation behavior of the relevant for the automotive industry Strain rate of max. 500 / sec are here in particular the servohydraulic quick tearing, to call the rotary impact mechanism and the pendulum impactor.

Im Folgenden werden die relevanten Versuchsanlagen in ihrem Wirkprinzip kurz erläutert.in the Below, the relevant experimental plants are in their operative principle briefly explained.

Die servohydraulische Schnellzerreißmaschine ist mit einem Druckölspeicher ausgestattet, der die Hydraulikflüssigkeit über ein Regelventil abgibt und somit einen Kolben in einer Beschleunigungsvorrichtung auf die Prüfgeschwindigkeit bringt. Am Ende der Vorlaufstrecke koppelt der Zylinder der Beschleunigungsvorrichtung an das Ende des innen liegenden Kolbens an, dessen gegenüberliegende Seite mit der Probe verbunden ist, und beschleunigt dann die Probe bis zum Versagen. Die Kraft wird mit einem am oberen Querhaupt der Prüfmaschine oberhalb der oberen Einspannung angebrachten Kraftmessring gemessen, der eine entsprechende Eigenfrequenz aufweisen sollte. Der Weg der Kolbenstange wird über einen induktiven Langwegaufnehmer (LVDT = Longitudinal Velocity Differential Transformer) erfasst. Beim Rotationsschlagwerk, wird das Schwungrad durch einen Elektromotor beschleunigt. Sobald die gewünschte Umfangsgeschwindigkeit erreicht ist, wird der zuvor im Schwungrad verborgene Schlaghammer ausgeklappt und schlägt auf das Joch, an welchem die Probe befestigt ist. An der anderen Seite der Probe ist das Kraftmessglied befestigt, dessen Dehnung durch einen DMS gemessen wird. Das Messsignal wird verstärkt und von einem Speicheroszilloskop aufgezeichnet.The Servohydraulic quick tearing machine is with a pressure oil reservoir equipped, which emits the hydraulic fluid via a control valve and thus a piston in an accelerator on the Test speed brings. At the end of the delay line, the cylinder couples to the accelerator to the end of the inboard piston, the opposite side is connected to the sample, and then accelerates the sample up to failure. The force comes with a at the upper crosshead of the testing machine measured above the upper clamping force-measuring ring, which should have a corresponding natural frequency. The way of Piston rod is over an inductive Langwegaufnehmer (LVDT = Longitudinal Velocity Differential transformer). When rotary impact, is accelerates the flywheel by an electric motor. As soon as the desired Circumferential speed is reached, the previously in the flywheel The hidden hammer is unfolded and strikes the yoke on which the sample is attached. On the other side of the sample is that Force measuring attached, the strain is measured by a strain gauge. The measuring signal is amplified and recorded by a storage oscilloscope.

Das Pendelschlagwerk arbeitet mit einer geteilten Finne und kann bei Schlagzugscherversuchen eingesetzt werden. Anfang des 20. Jahrhunderts wurden die ersten Pendelschlagwerke für die Durchführung von Kerbschlagbiegeversuchen entwickelt. Diese zuerst wurden später auch für die Ermittlung von Werkstoff- und Verbindungskennwerten weiterentwickelt. Zur damaligen Zeit war bei höheren Geschwindigkeiten aufgrund der fehlenden elektronischen Möglichkeiten nur eine Abschätzung des Festigkeitsverhaltens durch Energiemessung mit dem Pendel oder definierten Verformungen möglich. Mit Beginn der 40er Jahre des letzten Jahrhunderts ergaben sich mit der Entwicklung von Piezo-Quarzen und Dehnungsmessstreifen neue Möglichkeiten zur Erfassung der Belastungen und Beanspruchungen während der Versuchsdurchführung, so dass genauere Rückschlüsse auf das Verformungsverhalten der Werkstoffe möglich wurden.The Pendulum works with a split fin and can be added Impact tensile tests are used. At the beginning of the 20th century the first pendulum impact testers for the implementation developed by impact test. These first became later too for the Determination of material and connection parameters further developed. At that time was at higher Speeds due to the lack of electronic possibilities only an estimate of the strength behavior by energy measurement with the pendulum or defined deformations possible. With the beginning of the 40s of the last century emerged with the development of piezo-quartz and strain gauges new options to record the loads and stresses during the Experimental procedure, so that more accurate conclusions on the deformation behavior of the materials became possible.

Eine Bestimmung der Probenverformung über die Messung der Verschiebung des Prüfzylinders liefert insbesondere bei Versuchen unter schlagartiger Belastung häufig keine hinreichenden Informationen über das tatsächliche Verformungsverhalten der Proben.A Determination of sample deformation via the measurement of the displacement of the test cylinder provides in particular in experiments under sudden load often not sufficient information about the actual Deformation behavior of the samples.

Im Unterschied zu den Versuchen unter quasi-statischer und schwingender Belastung erschweren bei höheren Prüfgeschwindigkeiten zusätzlich dynamische Einflüsse bei der Versuchsdurchführung die Interpretation und Auswertung der Kraftsignale. So kann es bei der Erfassung der Messwerte während des Versuches zu Überlagerungen der Kraftsignale durch Schwingungen kommen, welche nicht der Belastung der Probe entsprechen. Diese Störeinflüsse entstehen in Abhängigkeit der Dehnrate aus der Überlagerung der eigentlichen Messergebnisse mit Schwingungseinflüssen aus Eigenschwingungen, Trägheitseffekten sowie Wellenphänomenen und können die Messsignale im Extremfall so verfälschen, dass eine Auswertung nicht mehr möglich ist.In contrast to the tests under quasi-static and oscillatory loading, dynamic influences in the test procedure make it even more difficult at higher test speeds the interpretation and evaluation of the force signals. Thus, during the acquisition of the measured values during the experiment, superpositions of the force signals can occur due to vibrations which do not correspond to the load of the sample. Depending on the strain rate, these interferences arise from the superimposition of the actual measurement results with vibration effects from natural oscillations, inertial effects and wave phenomena, and can falsify the measurement signals in extreme cases so that an evaluation is no longer possible.

Vor diesem Hintergrund erfolgt die Kraftmessung im Allgemeinen nicht nur über die Prüfeinrichtung, z. B. am Querhaupt bei herkömmlichen servohydraulischen Schnellzerreißmaschinen, sondern darüber hinaus durch die Auswertung der Messsignale von auf der Probe applizierten DMS. Eine solche lokale Messwerterfassung auf der Probe ist im Rahmen von Werkstoffprüfungen Stand der Technik. Bei gefügten Proben zur Ermittlung von Kennwerten in Abhängigkeit der Prüfgeschwindigkeit und des Lasteinleitungswinkels ist eine Messwerterfassung direkt am Fügepunkt jedoch nicht möglich. Hier ist eine aufwendige Prüfanordnung mit vielen Grenzflächen und vergleichsweise großen Massen notwendig. Diese Eigenschaften stehen im Widerspruch zu den für schlagartige Untersuchungen geforderten geringen Massen und hohen Steifigkeiten im Einspannstrang. Zu dem geschilderten Problemfeld gehört zudem, dass es im Allgemeinen nicht gelingt, eine konstante Dehnrate bzw. lokale Verformungsgeschwindigkeit zu erreichen.In front In this background, the force measurement is generally not done only over the testing device, z. B. on the crosshead in conventional servohydraulic quick-release machines, but beyond by the evaluation of the measurement signals applied to the sample DMS. Such a local data acquisition on the sample is in the frame of material testing State of the art. Attached Samples for determining characteristic values as a function of the test speed and the load introduction angle is a data acquisition directly at the joining point but not possible. Here is a complex test arrangement with many interfaces and comparatively large Masses necessary. These properties are in contradiction to the for abrupt Investigations required low masses and high stiffnesses in the clamping strand. In addition to the described problem area is that it generally fails to achieve a constant strain rate or local To achieve deformation speed.

In der deutschen Patentschrift DE 38 02 500 C1 ist ein hydraulischer Antrieb für Schlagzugversuche beschrieben. Hier befindet sich der zu beschleunigende Arbeitskolben innerhalb eines Ölvolumens. Durch die notwendige Verdrängung des Ölvolumens wird eine gewünschte schlagartige Beschleunigung des Arbeitskolbens verhindert. Dadurch kann bei Versuchsbeginn nicht unmittelbar mit der geforderten Prüfgeschwindigkeit belastet werden. Es tritt zwar auch eine leichte Dämpfung auf, die Prelleffekte abdämpft, ein definiertes Dämpfungselement ist aber nicht vorgesehen.In the German patent DE 38 02 500 C1 is a hydraulic drive for impact tensile tests described. Here is the piston to be accelerated within an oil volume. By the necessary displacement of the oil volume a desired sudden acceleration of the working piston is prevented. As a result, it is not possible to load directly at the required test speed at the start of the test. Although there is also a slight damping, dampens the bouncing effects, but a defined damping element is not provided.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Prüfvorrichtung anzugeben, die von Beginn an mit vorgesehener Prüfgeschwindigkeit arbeitet und dabei Schwingungen in der Probe und im Messsystem unterdrückt, und ein Verfahren zu offenbaren, Kennwerte von Fügeverbindungen unter Stoßbelastung zuverlässig zu ermitteln.It It is therefore an object of the invention to provide a test apparatus which works from the beginning with the intended test speed and while suppressing vibrations in the sample and in the measuring system, and to disclose a method, characteristic values of joints under impact load reliably determine.

Die Lösung der Aufgabe für die Prüfvorrichtung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1, das Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 15 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The solution the task for the tester With the features of claim 1, the method with the features dissolved in claim 15. embodiments The invention are specified in the subclaims.

Die Stoßbelastung auf die Probe in der Einspannstrecke wird mit einem servohydraulischen Hochgeschwindigkeitszylinder erzeugt. In der Einspannstrecke der Prüfvorrichtung ist eine Beschleunigungsvorrichtung enthalten. Diese besteht aus einem innen liegenden Kolben inklusive einer äußeren, zylinderförmigen Aufnahme – dem Prüfzylinder – und soll sicherstellen, dass die Probe bei der Beschleunigung des Prüfzylinders bis zur Prüfgeschwindigkeit nicht belastet wird. Unmittelbar vor dem Start eines Prüfzyklus befindet sich der Kolben komplett in dem Prüfzylinder. Der Prüfzylinder befindet sich noch in der Ruhelage, also sind sowohl die Geschwindigkeit des Prüfzylinders vP als auch seine Beschleunigung aP gleich Null. In der Vorlaufphase wird nun der Prüfzylinder beschleunigt, die Geschwindigkeit vP steigt von Null beginnend an. Nach dem Erreichen der eingestellten Prüfgeschwindigkeit reißt der beschleunigte Prüfzylinder den Kolben mit der Einspannung mit, indem der Prüfzylinder formschlüssig den Kolben umgreift. Die Kolbengeschwindigkeit vK sowie die Kolbenbeschleunigung aK steigen zu diesem Zeitpunkt schlagartig von Null an. Durch das schlagartige Mitreißen des Kolbens durch den bereits auf Prüfgeschwindigkeit beschleunigten Prüfzylinder erreicht der Kolben nahezu unmittelbar die Geschwindigkeit vK, ohne dass der Probenkörper vorher belastet wurde.The impact load on the sample in the chucking path is generated by a high-speed servohydraulic cylinder. In the clamping section of the test apparatus, an acceleration device is included. This consists of an internal piston including an outer, cylindrical receptacle - the test cylinder - and is to ensure that the sample is not loaded during the acceleration of the test cylinder to the test speed. Immediately before the start of a test cycle, the piston is completely in the test cylinder. The test cylinder is still in the rest position, so both the speed of the test cylinder v P and its acceleration a P are equal to zero. In the preliminary phase, the test cylinder is now accelerated, the speed v P increases from zero starting. After reaching the set test speed of the accelerated test cylinder tears the piston with the clamping with by the test cylinder positively engages around the piston. The piston speed v K and the piston acceleration a K abruptly increase from zero at this time. As a result of the sudden entrainment of the piston by the test cylinder, which has already been accelerated to test speed, the piston reaches the speed v K almost immediately without the sample body being previously loaded.

Durch die hohe, durch den Prüfzylinder eingebrachte Kraft (sehr hohe Beschleunigung aP bei gleichzeitig hoher Masse) gelingt es, die Geschwindigkeit des Kolbens vK über den gesamten Versuchszeitraum konstant zu halten. Es kommt zu keinem Abfall der Prüfgeschwindigkeit, so dass die Kolbenbeschleunigung aK über den Messzeitraum den Wert Null annimmt. Beim Einrasten des Kolbens schlägt die Stahlaufnahme des bereits beschleunigten Prüfzylinders ungedämpft auf den noch ruhenden Stahlkolben auf. Dies hat erhebliche Prelleffekte zur Folge, die sich in Form von Schwingungen auf die an der Probe mittels Dehnungsmessstreifen (DMS) aufgezeichneten Kraftsignale ausschlagen.Due to the high force introduced by the test cylinder (very high acceleration a P with simultaneously high mass), it is possible to keep the velocity of the piston v K constant over the entire test period. There is no drop in the test speed, so that the piston acceleration a K takes the value zero over the measurement period. When the piston engages, the steel mount of the already accelerated test cylinder beats undamped onto the still stationary steel piston. This results in considerable bouncing effects, which are reflected in the form of vibrations on the force signals recorded on the sample by means of strain gauges (DMS).

Im Sinne der für schlagartige Untersuchungen geforderten geringen Massen bei hohen Steifigkeiten der Einspannungen sind die Gelenke und Halter im Einspannstrang Gewichtsoptimiert. Der Halter ist aus dem Werkstoff Titan gefertigt.in the Meaning the for abrupt investigations required low masses at high Stiffnesses of the clamping are the joints and holders in the clamping strand Reduced weight. The holder is made of titanium.

Die notwendige Steifigkeit der Einspannstrecke wird durch eine Vorspannung oder durch Reibung erreicht.The necessary rigidity of the clamping section is caused by a bias voltage or achieved by friction.

Im Sinne einer optimierten Stoßmechanik wird zudem eine konusförmige Ausführung der Aufnahme und einen entsprechend geformten Kolbenkopf eingesetzt. Ein entscheidender Ansatz zur Reduzierung dynamischer Störeffekte während der Hochgeschwindigkeitszugversuche ist die geringfügige Erhöhung des plastischen Stoßanteils beim schlagartigen Einrasten des Kolbens. Ohne diese zentrale Optimierung kann das Einrasten des Kolbens in die Aufnahme – hier schlägt ungedämpft Stahl auf Stahl – in erster Näherung als elastischer Stoß betrachtet werden. Bei diesem elastischen Stoß entstehen jedoch signifikante Prelleffekte, die sich in den deutlichen Schwingungen bei der Kraftmessung niederschlagen, so dass die Auswertung der Messsignale keinen Aufschluss über die tatsächliche Beanspruchung der Probe zulässt. Dies gelingt erst durch die gezielte Integration eines geringfügigen plastischen Stoßanteils in das Wirkprinzip der Prüfvorrichtung. Dabei wird ein dünnes Dämpfungselement direkt in der Beschleunigungsvorrichtung angebracht.In the sense of an optimized impact mechanism, a conical design of the receptacle and a correspondingly shaped piston head are also used. A key approach to reducing dynamic spurious effects during high-speed tensile tests is the minor ge increase the plastic shock component in the sudden engagement of the piston. Without this central optimization, the engagement of the piston in the receptacle - in this case steel und steel on steel - can be regarded in a first approximation as an elastic shock. In the case of this elastic impact, however, significant bounce effects occur, which are reflected in the significant vibrations in the force measurement, so that the evaluation of the measurement signals does not allow any information about the actual stress of the sample. This succeeds only through the targeted integration of a small amount of plastic impact into the operating principle of the test device. In this case, a thin damping element is mounted directly in the accelerator device.

Weiterhin hat sich herausgestellt, dass durch ein definiertes Verhältnis der zur Beschleunigung der Kolbenmasse benötigten Energie zu der Bruchenergie der Probe die Schwingungen im zur Ermittlung der Kennwerte gemessenen Kraftsignal während der Stoßbelastung weitestgehend unterdrückt werden.Farther has been found by a defined ratio of energy needed to accelerate the piston mass to the fracture energy the sample the vibrations in measured to determine the characteristics Force signal during the impact load largely suppressed become.

Auf diese Weise wird die Ermittlung von Kraft-Weg/Kraft-Zeit-Verläufen bei der Prüfung von Proben bei annährend konstanter Beanspruchungsgeschwindigkeit während des Probenversagens und ohne nennenswerte Überlagerung von Schwingungen im Kraftsignal aus Prellvorgängen ermöglicht.On this way, the determination of force-distance / force-time progressions is added The examination of samples at near constant strain rate during sample failure and without significant overlay of vibrations in the force signal from bounce operations possible.

Der Prüfzylinder in der Beschleunigungsvorrichtung ist an seinem Ende konusförmig ausgebildet. Der Kolben ist an diesen Konus entsprechend angepasst, wobei der Winkel des Konus zwischen 5° und 45° betragt.Of the test cylinder in the accelerator device is conical at its end. The piston is adapted to this cone accordingly, the Angle of the cone between 5 ° and 45 °.

Auf den konusförmigen Kolben ist das Dämpfungselement rutschfest aufgebracht.On the cone-shaped Piston is the damping element non-slip applied.

Durch das Dämpfungselement wird ein gezielter und definierter plastischer Anteil auf die in erster Näherung als elastisch zu bezeichnende Stoßmechanik des Prüfstandes integriert. Dadurch werden die Schwingungen im Kraftsignal auf ein Minimum reduziert bzw. komplett eliminiert, ohne dass es beim Aufprall des Zylinders auf den Konus des Kolbens zu einem nennenswerten Reduzierung der Kolbengeschwindigkeit vK im Vergleich zum rein elastischen Stoßvorgang kommt. Die lokale Verformungsgeschwindigkeit beim Probenversagen ist vergleichsweise konstant beim Probenbruch.By the damping element, a targeted and defined plastic component is integrated in the first approximation as elastic to be designated impact mechanism of the test bed. As a result, the vibrations in the force signal are reduced to a minimum or completely eliminated without the impact of the cylinder on the cone of the piston resulting in a significant reduction in the piston speed V K in comparison to the purely elastic impact process. The local deformation rate during sample failure is comparatively constant during sample breakage.

Das auf den Kolben aufgebrachte verschleißfeste Dämpfungselement, das aus Gummi oder elastischem Kunststoff besteht, ist in seiner Dicke von der bewegten Masse in der Einspannstrecke abhängig. Bei einer absehbaren Bruchenergie der Probe von etwa 40 J, einer eingestellten Prüfgeschwindigkeit von 2 m/s und einer Masse des Kolbens von 7 kg beträgt die Dicke des Dämpfungselementes etwa 1,5 mm.The on the piston applied wear-resistant damping element, made of rubber or is made of elastic plastic, is in its thickness of the moving Mass in the clamping section dependent. At a foreseeable fracture energy of the sample of about 40 J, one set test speed of 2 m / s and a mass of the piston of 7 kg is the thickness of the damping element about 1.5 mm.

Ein solches Dämpfungselement weist eine nicht-konstante Dämpfung auf. Die Dämpfung nimmt vielmehr mit zunehmender Druckbelastung durch den Prüfzylinder exponentiell zu. Weiterhin zeichnet sich ein solches Dämpfungselement durch sehr gute Verschleißeigenschaften aus.One such damping element has a non-constant damping on. The damping rather takes with increasing pressure load through the test cylinder exponentially too. Furthermore, such a damping element is characterized by very good wear properties out.

Die Prüfvorrichtung basiert auf einer servohydraulischen Schnellzerreißmaschine, einem Rotationsschlagwerk oder einem Fallturm. Bei der servohydraulischen Schnellzerreißmaschine wird die Prüfkraft mittels eines Hochgeschwindigskeitsprüfzylinders erzeugt wird, der aus einem Hochdruckölspeicher gespeist wird.The Tester based on a servohydraulic quick-tearing machine, a rotary impact mechanism or a drop tower. In the servohydraulic quick tearing becomes the test load is generated by means of a Hochgeschwindigskeitsprüfzylinders, the from a high pressure oil storage is fed.

Die Probe, mit der Kennwerte in Abhängigkeit der Belastungsgeschwindigkeit und des Lasteinleitungswinkels ermittelt werden sollen, ist typischerweise eine so genannte KS-II Probe. Eine solche KS-II Probe besteht aus zwei U- oder L-förmigen Profilteilen, deren Bodenteile über eine Fügetechnik miteinander verbunden sind. Die Fügeverbindung kann eine Schweißverbindung, Klebverbindung, eine mechanische Fügeverbindung oder ähnliches sein.The Sample, with the characteristic values in dependence the load rate and the load application angle determined are typically a so-called KS-II sample. Such a KS-II Sample consists of two U- or L-shaped profile parts whose Floor parts over a joining technique connected to each other. The joint connection can be a welded joint, Adhesive bond, a mechanical joint or the like be.

Die Schenkel der Probe sind in einem zweiteiligen Halter gefasst, über den die Probe in der Einspannstrecke gehalten ist.The Legs of the sample are held in a two-piece holder over which the sample is held in the clamping section.

Dabei ist der der Halter der Probe so gestaltet ist, dass die Einleitung der Stoßbelastung in die Probe zentrisch und unter verschiedenen, definierten Winkeln zur Fügeverbindung erfolgt. Übliche auf die Fügefläche bezogene Lasteinleitungswinkel sind 0°, 30°, 60° oder 90°, so dass Kennwerte für den Kopfzug, den Scherzug und für Zwischenwinkel sowie den Schälzug bestimmt werden können.there is the holder of the sample is designed so that the initiation the impact load Centric in the sample and at different, defined angles to the joint connection he follows. usual related to the joining surface Load introduction angles are 0 °, 30 °, 60 ° or 90 °, so that Characteristic values for the Kopfzug, the Scherzug and for Intermediate angle and the peel train can be determined.

Zur momentenfreien Krafteinleitung sind im Einspannstrang beidseitig der Probe Gelenke integriert, die die Stoßbelastung zentrisch und momentenfrei auf die Probe übertragen.to torque-free force transmission are in the clamping strand on both sides The probe integrates joints that make the impact load centric and torque-free transferred to the test.

Durch ein definiertes Verhältnis der zur Beschleunigung der Kolbenmasse benötigten Energie zu der Bruchenergie der Probe werden die Schwingungen im zur Ermittlung der Kennwerte gemessenen Kraftsignal während der Stoßbelastung weitestgehend unterdrückt. Beispielsweise bei einer Bruchenergie der Probe von etwa 40 J bei einer eingestellten Prüfgeschwindigkeit von 2 m/s und einer Masse des Kolbens von 7 kg kann so eine nahezu konstante Verformungsgeschwindigkeit beim Versagen der Proben erreicht werden.By a defined ratio the energy needed to accelerate the piston mass to the fracture energy the sample becomes the vibrations in order to determine the characteristic values measured force signal during the impact load largely suppressed. For example, at a fracture energy of the sample of about 40 J at a set test speed of 2 m / s and a mass of the piston of 7 kg can be almost a constant deformation rate at failure of the samples achieved become.

Mit der vorstehend beschriebenen Prüfvorrichtung können Kennwerte von Verbindungen präzise ermittelt werden. Diese Kennwerte, zu denen Bruchkraft, Bruchenergie, Steifigkeit und Bruchweg gehören, werden automatisiert auf einem Messcomputer ausgewertet.With the test device described above, characteristic values of compounds can be determined precisely. These characteristics, which include Breaking force, fracture energy, stiffness and fracture path are automatically evaluated on a measuring computer.

Dazu werden die lokal auf der Probe gemessene Verformung der Probe und die lokal an oder auf der Probe gemessene Kraft ermittelt. Zur Kraftwerterfassung hat sich das Applizieren von Dehnungsmessstreifen (DMS) auf der Probe oder im Einspannstrang zwischen der Probe und den Gelenken bewährt.To are the locally measured on the sample deformation of the sample and determines the force measured locally on or on the sample. For force value recording The application of strain gauges (strain gauges) on the Sample or in the chuck between the sample and the joints proven.

Zur Erfassung der Probenverformung unter Stoßbelastung hat sich die auf dem Grauwertkorrelationsverfahren basierende optische Verformungsmessung etabliert. Bei diesem Messsystem, mit dem flächenhaft Koordinaten, Dehnungen sowie weitere abgeleitete Größen bestimmt werden, kann die lokale Verformung unmittelbar auf der der Probe ermittelt werden. Die Messwertaufnahme erfolgte während der Belastungsversuche an der Prüfmaschine durch ein Hochgeschwindigkeitskamerasystem unmittelbar auf der Probe.to Detection of sample deformation under impact load has increased the gray value correlation method based optical deformation measurement established. In this measuring system, with the area coordinates, strains and other derived quantities can, the local deformation directly on the the sample be determined. The measured value was recorded during the Load tests on the testing machine through a high-speed camera system directly on the sample.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren beispielhaft dargestellt.embodiments The invention is illustrated by way of example in the figures.

1 zeigt schematisch eine Prüfanlage mit servohydraulischer Zerreißmaschine. 1 schematically shows a test system with servohydraulischer tensile machine.

2 zeigt Diagramme von Schwingungsverläufen. 2 shows diagrams of vibration curves.

3 zeigt eine Beschleunigungsvorrichtung im Schnitt vor dem Einrasten des Kolbens. 3 shows an accelerating device in section before the engagement of the piston.

4 zeigt schematisch die Wirkungsweise der Beschleunigungsvorrichtung. 4 schematically shows the operation of the accelerator.

5 zeigt eine KS-II Probe. 5 shows a KS-II sample.

6 zeigt einen Halter mit Probe. 6 shows a holder with sample.

7 zeigt ein auf Verwendung der optimierten Beschleunigungsvorrichtung basierendes Kraft-Verformungs-Diagramm. 7 shows a force-deflection diagram based on use of the optimized accelerator.

In 1 ist schematisch eine Prüfvorrichtung 1 zur Ermittlung von Verbindungskennwerten an einer Probe 2 dargestellt. An der Prüfmaschine 9 ist der Hochgeschwindigkeitszylinder 3 angebracht, der seine Energie aus dem Hochdruckölspeicher 11 erhält. Der Hochgeschwindigkeitszylinder 3 bringt die Belastung auf die Einspannstrecke, die aus der Beschleunigungsvorrichtung 4, den Gelenken 6, dem Halter 5 und dem Spannblock 7, in dem auch eine Kraftmesseinrichtung enthalten sein kann, besteht. Über die Beschleunigungsvorrichtung 3 wird die Stoßbelastung auf die Probe 2 erzeugt.In 1 is schematically a testing device 1 for determining connection parameters on a sample 2 shown. At the testing machine 9 is the high-speed cylinder 3 attached, its energy from the high-pressure oil storage 11 receives. The high-speed cylinder 3 puts the load on the chucking line coming out of the accelerator device 4 , the joints 6 , the holder 5 and the clamping block 7 , in which also a force measuring device may be included exists. About the accelerator device 3 is the impact load on the sample 2 generated.

Die Verformung der Probe 2 wird über die Hochgeschwindigkeitskamera 8 unmittelbar lokal auf der Probe gemessen. Die Kraftmessung erfolgt auf der Probe oder in unmittelbarere Nähe zur Probe „quasilokal" über applizierte Dehnungsmessstreifen. Die Messwerte werden dem Messsystem 10 zugeführt und ausgewertet. Dazu ist ein spezielles Softwaretool vorhanden, dass automatisiert die Auswertung der Verbindungskennwerte (Bruchkraft, Bruchenergie, Steifigkeit, Bruchweg) ermöglicht.The deformation of the sample 2 is via the high speed camera 8th measured directly locally on the sample. The force measurement is carried out on the sample or in the immediate vicinity of the sample "quasilocal" via applied strain gauges 10 fed and evaluated. For this purpose, a special software tool is available that enables the evaluation of the connection characteristics (breaking load, energy to break, rigidity, fracture path) automatically.

In 2 sind typische Messkurven A und A' dargestellt, die die Schwingungen in den Kraftwerten F auf der Ordinatenachse und die über die Messung der Verschiebung des Prüfzylinders ermittelte Probenverformung s bzw. die unmittelbar auf der Probe mittels optischer Verformungsmessung und Grauwertkorrelationsverfahren bestimmte Probenverformung s auf der Abszissenachse zeigen.In 2 FIG. 2 shows typical measurement curves A and A 'which show the oscillations in the force values F on the ordinate axis and the sample deformation s determined via the measurement of the displacement of the test cylinder or the sample deformation s determined directly on the sample by means of optical deformation measurement and gray value correlation methods on the abscissa axis ,

In 3 ist ein schematischer Schnitt durch den Hochdruckzylinder 3 und die Beschleunigungsvorrichtung 4 gezeigt. Über den Zylinderkolben 15 und seine Kolbenstange 16 wird der Prüfzylinder 20 in Richtung des Pfeils beschleunigt. In dem hier dargestellten Zustand ist die Geschwindigkeit vk des Kolbens 18 und seine Beschleunigung ak noch Null In 3 is a schematic section through the high pressure cylinder 3 and the accelerator 4 shown. About the cylinder piston 15 and his piston rod 16 becomes the test cylinder 20 accelerated in the direction of the arrow. In the state shown here, the velocity v k of the piston 18 and its acceleration a k is still zero

Danach schlägt der Kolben 18 auf den Konus 19 und reißt die Kolbenstange 17 mit, an der die Probe befestigt ist. Der Kolben 18 ist das Dämpfungselement 21 angebracht, welches den plastischen Stoßanteil bewirkt.After that, the piston hits 18 on the cone 19 and tear the piston rod 17 with, where the sample is attached. The piston 18 is the damping element 21 attached, which causes the plastic impact component.

In 4 ist schematisch in den Teilfiguren a, b, c, d die Wirkungsweise der Beschleunigungsvorrichtung dargestellt.In 4 is shown schematically in the sub-figures a, b, c, d, the operation of the accelerator device.

In der Teilfigur a ist die gesamte Beschleunigungsvorrichtung in Ruhe. Die Geschwindigkeiten vp des Prüfzylinders 20 und des Kolbens 18 vk sind Null.In the partial figure a, the entire accelerator device is at rest. The speeds v p of the test cylinder 20 and the piston 18 v k are zero.

In der Teilfigur b ist der beschleunigte Prüfzylinder dargestellt, ap und vp sind größer Null. Der Kolben befindet sich weiterhin in Ruhe.In the subfigure b, the accelerated test cylinder is shown, a p and v p are greater than zero. The piston is still at rest.

In der Teilfigur c schlägt der Kolben an dem Konus 19 an und der Kolben wird beschleunigt, ak und vk werden größer Null.In the sub-figure c, the piston hits the cone 19 and the piston is accelerated, a k and v k become greater zero.

In der Teilfigur d ist der Versuchsbeginn dargestellt. Der Kolben und der Prüfzylinder bewegen sich mit konstanter Geschwindigkeit vp und vk, die Beschleunigungen ap und ak sind wieder Null.In the partial figure d the beginning of the experiment is shown. The piston and the test cylinder move at a constant speed v p and v k , the accelerations a p and a k are zero again.

Somit ist die Versuchsbedingung erreicht, eine konstante Prüfgeschwindigkeit wird auf den Kolben 18 und damit auf den Halter 5 aufgebracht.Thus, the experimental condition is reached, a constant test speed is applied to the piston 18 and thus on the holder 5 applied.

In 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Probe 2 dargestellt. Sie ist als typische KS-II Probe ausgeführt. Die KS-II Probe besteht aus zwei umformtechnisch hergestellten und miteinander gefügten U-Profilen. Je nach Fügeverfahren sind bei der Halbzeugherstellung enge Toleranzen einzuhalten, damit die Proben durch das Einspannen in die Prüfeinrichtung keine Vorschädigung erfahren. Über die Bohrlöcher 13 werden Schrauben eingebracht, mit denen Klemmbacken zur rutschfesten Kraftübertragung auf der Probe befestigt werden. Die Böden der beiden Profile sind über eine Fügefläche 14 verbunden, in der sich die Fügeverbindung 14a befindet. Von dieser Fügeverbindung werden die Kennwerte ermittelt. Diese Probe kann unter verschiedenen Lasteinleitungswinkeln zur Fügefläche (14) geprüft werden. Bei der KS-II Schälzugprobe werden die Halbzeuge nur mit einem Schenkel umformtechnisch versehen.In 5 is a perspective view ei a sample 2 shown. It is designed as a typical KS-II sample. The KS-II sample consists of two U-profiles produced and joined together by forming technology. Depending on the joining process, close tolerances must be observed in the production of semifinished products so that the samples do not undergo any damage due to their being clamped in the testing device. About the holes 13 Screws are inserted, with which jaws for non-slip force transmission are attached to the sample. The bottoms of the two profiles are over a joining surface 14 connected, in which the joint connection 14a located. From this joint connection, the characteristic values are determined. This sample can be tested under different load introduction angles to the joint surface ( 14 ) being checked. In the KS-II peel test, the semi-finished products are provided with only one leg forming technology.

In 6 ist dargestellt, wie die Probe 2 in den Halter 5 eingespannt ist, der aus den beiden Teilen 5a, 5b besteht. Hier ist ein Halter 5 für einen Scherzug (Lasteinleitungswinkel zur Fügefläche 0°) dargestellt. Die Kraft wird also durch die Halter zentrisch über einen Winkel von 0° zur Fügefläche 14 in die Probe eingebracht.In 6 is shown as the sample 2 in the holder 5 is clamped, consisting of the two parts 5a . 5b consists. Here is a holder 5 for a shear pull (load introduction angle to the joining surface 0 °). The force is thus centered by the holder over an angle of 0 ° to the joint surface 14 introduced into the sample.

An der Probe 2 sind optische Markierungen 22x, 22y angebracht, deren Verschiebungen mittels des Kamerasystemes während der Prüfung aufgezeichnet werden. Die Auswertung erfolgt dann mit dem Grauwertkorrelationsverfahren.At the rehearsal 2 are optical marks 22x . 22y whose displacements are recorded by means of the camera system during the test. The evaluation then takes place using the gray value correlation method.

Die lokale Verformung beschreibt die Differenz der Verschiebungen eines Punktes auf der oberen im Vergleich zu einem Punkt 22y oder mehrerer auf der unteren Probenhälfte. Die lokale Verformungsgeschwindigkeit ist die lokale Verformung über der Zeit.The local deformation describes the difference of the displacements of a point on the upper compared to a point 22y or more on the lower half of the sample. The local strain rate is the local strain over time.

In 7 ist ein Vergleich zwischen schwingungsbehafteten Messwerten A der Kraft F und mittels der optimierten Prüfvorrichtung gemessenen Messwerten B dargestellt. Die Verformung s entspricht der unmittelbar auf der Probe mittels optischer Verformungsmessung ermittelten lokalen Verformung.In 7 a comparison between measured values A of the force F with oscillations and measured values B measured by means of the optimized testing device is shown. The deformation s corresponds to the local deformation determined directly on the sample by means of optical deformation measurement.

11
PrüfvorrichtungTester
22
Probesample
33
HochgeschwindigkeitszylinderHigh speed cylinder
44
Beschleunigungsvorrichtungaccelerator
55
Halterholder
66
Gelenkjoint
77
Spannblockclamping block
88th
HochgeschwindigkeitskameraHigh-speed camera
99
Servohydraulische SchnellzerreißmaschineServohydraulic quick tearing
1010
Messsystemmeasuring system
1111
HochdruckölspeicherHigh-pressure oil storage
1212
VentilValve
1313
Bohrlöcherwells
1414
Fügeflächejoining surface
14a14a
FügeverbindungRetaining compound
1515
Kolben des Hochgeschwindigkeitszylinderspiston of the high-speed cylinder
1616
Kolbenstangepiston rod
1717
Stange des Prüfkolbenspole of the test piston
1818
Prüfkolbentest tube
1919
Konuscone
2020
Prüfzylindertest cylinder
2121
Dämpfungselementdamping element
2222
Markierungspunktemarkers
A, A'A, A '
Schwingungsüberlagerte MesswerteVibration Superimposed readings
BB
Schwingungsfreie Kraftsignalevibration-free force signals
FF
Prüfkrafttest load
ss
Verformungswegdeformation

Claims (21)

Prüfvorrichtung zur Ermittlung geschwindigkeitsabhängiger Verbindungskennwerte einer Probe unter Stoßbelastung, wobei die Probe in einer Einspannstrecke gefasst ist, in der ein in einer Beschleunigungsvorrichtung (4) über eine Vorlaufstrecke beschleunigter Kolben (18) die Belastung in Form eines im Wesentlichen elastischen Stoßes auf die Probe (2) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungsvorrichtung (4) einen Prüfzylinder (20) besitzt, dessen Ende (19) konusförmig ausgebildet ist, sowie einen entsprechend angepassten konusförmigen Kolben (18), zwischen denen ein Dämpfungselement (21) wirkt, und damit durch eine bestimmte Integration eines plastischen Stoßanteils mittels des Dämpfungselementes (21) und durch ein definiertes Verhältnis der zur Beschleunigung der Kolbenmasse benötigten Energie zu der Bruchenergie der Probe die Ermittlung von Kraft-Weg- oder Kraft-Zeit-Verläufen bei annährend konstanter Verformungsgeschwindigkeit während des Probenversagens und ohne nennenswerte Überlagerung von Schwingungen aus Prellvorgängen erreicht wird.Test device for determining speed-dependent connection characteristics of a sample under impact load, wherein the sample is gripped in a clamping section in which a test device is mounted in an acceleration device ( 4 ) via a flow path accelerated piston ( 18 ) the load in the form of a substantially elastic impact on the sample ( 2 ), characterized in that the accelerating device ( 4 ) a test cylinder ( 20 ) whose end ( 19 ) is cone-shaped, and a correspondingly adapted cone-shaped piston ( 18 ), between which a damping element ( 21 ), and thus by a specific integration of a plastic impact component by means of the damping element ( 21 ) and by a defined ratio of the energy required to accelerate the piston mass to the fracture energy of the sample, the determination of force-displacement or force-time curves at approximately constant strain rate during sample failure and without significant superposition of vibrations from bounce processes is achieved. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement rutschfest auf dem Konus des Kolbens oder des Prüfzylinders angebracht ist.Tester according to claim 1, characterized in that the damping element non-slip on the cone of the piston or the test cylinder is attached. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (21) ein nicht-konstantes Dämpfungsverhalten aufweist.Test device according to claim 1, characterized in that the damping element ( 21 ) has a non-constant damping behavior. Prüfvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsverhalten des Dämpfungselementes (21) während der Stoßbelastung exponentiell anwächst.Test device according to claim 3, characterized in that the damping behavior of the damping element ( 21 ) increases exponentially during impact loading. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (21) eine Schicht aus verschleißfestem Gummi oder elastischem Kunststoff ist.Test device according to claim 1, characterized in that the damping element ( 21 ) a layer of wear-resistant rubber or elas is plastic. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel des Konus (19) zwischen 5° und 45° beträgt.Test device according to claim 1, characterized in that the angle of the cone ( 19 ) is between 5 ° and 45 °. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßbelastung in der Einspannstrecke über eine servohydraulische Schnellzerreißmaschine, ein Rotationsschlagwerk oder einem Fallturm erzeugt wird.Tester according to claim 1, characterized in that the impact load in the clamping section over a servohydraulic quick tearing machine, a rotary impact mechanism or a drop tower is generated. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßbelastung mittels eines Hochgeschwindigskeitsprüfzylinders (3) erzeugt wird, der aus einem Hochdruckölspeicher (11) gespeist wird.Test device according to claim 1, characterized in that the impact load by means of a Hochgeschwindigskeitsprüfzylinders ( 3 ) produced from a high pressure oil reservoir ( 11 ) is fed. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe (2) aus zwei U- oder L-förmigen Profilteilen besteht, deren Bodenteile an einer Fügefläche (14) über eine Fügetechnik miteinander verbunden und die Schenkel durch einen zweiteiligen Halter (5) gefasst sind.Test device according to claim 1, characterized in that the sample ( 2 ) consists of two U- or L-shaped profile parts, the bottom parts of a joint surface ( 14 ) connected by a joining technique and the legs by a two-part holder ( 5 ). Prüfvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (5) der Probe so gestaltet ist, dass die Einleitung der Stoßbelastung in die Probe zentrisch und unter verschiedenen, definierten Winkeln zur Fügefläche (14) erfolgt.Test device according to claim 9, characterized in that the holder ( 5 ) of the sample is designed so that the initiation of the impact load in the sample centric and at different, defined angles to the joint surface ( 14 ) he follows. Prüfvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Lasteinleitungswinkel bezogen auf die Fügefläche von 0°, 30°, 60° und 90° vorgesehen sind.Tester according to claim 10, characterized in that the load introduction angle based on the joint surface of 0 °, 30 °, 60 ° and 90 ° provided are. Prüfvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einspannstrang beidseitig der Probe Gelenke (6) integriert sind, die die Stoßbelastung zentrisch und momentenfrei auf die Probe (2) übertragen.Test device according to claim 10, characterized in that in the clamping strand on both sides of the sample joints ( 6 ), the impact load is centric and torque-free on the sample ( 2 ) transfer. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannstrecke durch Vorspannung oder Reibung eine hohe Steifigkeit aufweist.Tester according to claim 1, characterized in that the clamping distance by bias or friction has a high rigidity. Prüfvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter aus Titan gefertigt ist.Tester according to claim 10, characterized in that the holder made of titanium is made. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer absehbaren Bruchenergie der Probe (2) von etwa 40 J bei einer eingestellten Prüfgeschwindigkeit von 2 m/s und einer Masse des Kolbens von 7 kg eine nahezu konstante Verformungsgeschwindigkeit beim Versagen der Proben erreicht wird.Test device according to claim 1, characterized in that at a foreseeable fracture energy of the sample ( 2 ) of about 40 J at a set test speed of 2 m / s and a mass of the piston of 7 kg a nearly constant deformation rate is achieved in the failure of the samples. Verfahren zur Ermittlung geschwindigkeitsabhängiger Verbindungskennwerte einer Probe (2) unter Stoßbelastung, mit einer Prüfvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.Method for determining speed-dependent connection characteristics of a sample ( 2 ) under impact load, with a test device ( 1 ) according to any one of the preceding claims. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zu den ermittelten Kennwerten die lokal auf der Probe (2) gemessene Verformung der Probe und die lokal an oder auf der Probe gemessene Kraft (F) gehören.A method according to claim 16, characterized in that to the determined characteristics locally on the sample ( 2 ) measured deformation of the sample and the force (F) measured locally on or on the sample. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmessung mittels Dehnungsmessstreifen auf der Probe (2) und/oder einseitig oder beidseitig von der Probe zwischen der Probe (2) und den Gelenken (6) erfolgt.A method according to claim 17, characterized in that the force measurement by means of strain gauges on the sample ( 2 ) and / or one or both sides of the sample between the sample ( 2 ) and the joints ( 6 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Verformung der Probe unmittelbar auf der Probe (2) mittels optischer Verformungsmessung bestimmt wird.A method according to claim 18, characterized in that the local deformation of the sample directly on the sample ( 2 ) is determined by means of optical deformation measurement. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Verformungsmessung mittels Hochgeschwindigkeitskamera (8) und Auswertung der Kamerabilder nach dem Grauwertkorrelationsverfahren erfolgt.A method according to claim 19, characterized in that the local deformation measurement by means of a high-speed camera ( 8th ) and evaluation of the camera images according to the grayscale correlation method. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische, computerbasierte Auswertung der Verbindungskennwerte wie Bruchkraft, Bruchenergie, Steifigkeit oder Bruchweg erfolgt.Method according to claim 16, characterized in that that an automatic, computer-based evaluation of the connection characteristics such as breaking strength, fracture energy, rigidity or fracture path.
DE200710010426 2007-03-01 2007-03-01 Test device for samples under impact load Expired - Fee Related DE102007010426B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710010426 DE102007010426B4 (en) 2007-03-01 2007-03-01 Test device for samples under impact load
DE200710058702 DE102007058702A1 (en) 2007-03-01 2007-12-06 Damping element for a test device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710010426 DE102007010426B4 (en) 2007-03-01 2007-03-01 Test device for samples under impact load

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007010426A1 DE102007010426A1 (en) 2008-09-04
DE102007010426B4 true DE102007010426B4 (en) 2008-11-13

Family

ID=39670121

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710010426 Expired - Fee Related DE102007010426B4 (en) 2007-03-01 2007-03-01 Test device for samples under impact load
DE200710058702 Withdrawn DE102007058702A1 (en) 2007-03-01 2007-12-06 Damping element for a test device

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710058702 Withdrawn DE102007058702A1 (en) 2007-03-01 2007-12-06 Damping element for a test device

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE102007010426B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015016149A1 (en) 2015-12-12 2017-06-14 Ulrich Keller RF cylinder

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007010426B4 (en) 2007-03-01 2008-11-13 Ortwin Prof. Dr.-Ing. Hahn Test device for samples under impact load
DE102011002242B4 (en) * 2011-04-21 2014-05-22 BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung High-speed pressure test device for performing compression tests
CN106990001B (en) * 2017-04-13 2019-05-03 华中科技大学 A kind of control of impact energy and detection device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3149986C2 (en) * 1981-12-17 1985-05-23 Hahn, Ortwin, Prof.Dr.-Ing., 4790 Paderborn Test method and device for determining the fracture parameters of materials or construction elements subjected to shock loads
DE3529470C2 (en) * 1985-08-16 1988-01-21 Siegfried 7032 Sindelfingen De Heck
DE3802500C1 (en) * 1988-01-28 1989-06-22 Roboflex Ag, Weinfelden, Ch
EP0500982A1 (en) * 1991-02-28 1992-09-02 Carl Schenck Ag Test device for applying mechanical loading to a specimen
DE19510366C1 (en) * 1995-03-22 1996-08-22 Hahn Ortwin Test head for load bearing capacity test machines

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007010426B4 (en) 2007-03-01 2008-11-13 Ortwin Prof. Dr.-Ing. Hahn Test device for samples under impact load

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3149986C2 (en) * 1981-12-17 1985-05-23 Hahn, Ortwin, Prof.Dr.-Ing., 4790 Paderborn Test method and device for determining the fracture parameters of materials or construction elements subjected to shock loads
DE3529470C2 (en) * 1985-08-16 1988-01-21 Siegfried 7032 Sindelfingen De Heck
DE3802500C1 (en) * 1988-01-28 1989-06-22 Roboflex Ag, Weinfelden, Ch
EP0500982A1 (en) * 1991-02-28 1992-09-02 Carl Schenck Ag Test device for applying mechanical loading to a specimen
DE19510366C1 (en) * 1995-03-22 1996-08-22 Hahn Ortwin Test head for load bearing capacity test machines

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015016149A1 (en) 2015-12-12 2017-06-14 Ulrich Keller RF cylinder
EP3178581A1 (en) 2015-12-12 2017-06-14 Ulrich Keller High frequency hydraulic cylinder

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007058702A1 (en) 2009-06-10
DE102007010426A1 (en) 2008-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT518154B1 (en) Method and device for separating a workpiece
DE102015010638A1 (en) Device and method for homogeneous welding flat curved structures by friction stir welding
DE102007010426B4 (en) Test device for samples under impact load
DE202015005763U1 (en) Apparatus for the homogeneous welding of surface-bent structures by friction stir welding
DE102015213436A1 (en) Method for connecting at least two components by means of a punch riveting device and manufacturing device
DE102010006402A1 (en) Method for monitoring high-speed connecting process for connecting components in automobile industry, involves detecting sound emissions of components by acoustic sensor, and evaluating emissions as process data
WO2015185705A1 (en) Centrifugal-force-based testing device
DE3049628C2 (en) Method for monitoring the formation and progression of cracks in machine parts and components as well as a device for carrying out the method
DE102004030381B3 (en) Online quality testing method for use during friction stir welding comprises feeding a friction tool under rotation and pressure into the material of the workpieces being welded and guiding along a joining site of the workpieces
DE102011083857A1 (en) Method and device for determining the rotational speed of ferromagnetic components
DE102014009373A1 (en) Test device and method for the determination of material characteristics
DE102014007554A1 (en) Method and device for monitoring a joining process
EP0892920B1 (en) Process and device for checking a hollow body section
DE102013002775A1 (en) Deforming tool e.g. transfer tool, for use in transfer press for deforming axle carriers of motor vehicle, has eddy current probe arranged in measuring head of tool, and executing crack test of axle carriers arranged in tool
DE102015203561A1 (en) Method for testing the damping and vibration properties of adhesive bonds and test setup for carrying out the method
DE102010006403A1 (en) Method for monitoring high-speed adding process by force sensor, involves driving nail with high velocity into components for connecting two components by driver piston of stud driver
EP1466157A1 (en) Device for low-vibration force measurement in rapid dynamic tensile experiments on material samples
DE102016122160A1 (en) Device for producing an impression in a test object for a hardness test
DE19802716C2 (en) Method for determining mechanical properties of thin layers
DE102018103991A1 (en) friction welding
DE102019205770A1 (en) Process for the determination and / or evaluation of material properties on metallic samples of pipes
DE102018121222A1 (en) Method and device for determining mechanical material characteristic curves
WO2018114430A1 (en) Method for testing the adhesive properties of hard layers
DE4408848A1 (en) Measurement of polymer material fatigue
DE2605739A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE SURFACE HARDNESS OF A WORKPIECE

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: TARVENKORN & WICKORD PATENTANWAELTE PARTNERSCH, DE

Representative=s name: PROVENDIS GMBH, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: PROVENDIS GMBH, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: UNIVERSITAET PADERBORN, DE

Free format text: FORMER OWNER: HAHN, ORTWIN, PROF. DR.-ING., 33100 PADERBORN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: PROVENDIS GMBH, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee