Charpy-Tests: Bei der Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung vertraut das Politecnico di Milano auf Systeme von HBM

Italienische Forscher in der Abteilung für Mechanik an der polytechnischen Hochschule Mailand (Politecnico di Milano) haben sich zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Messdatenerfassung bei Schlagprüfungen nach Charpy (Charpy-Test) für das Hochgeschwindigkeitssystem GEN7t (Nachfolger GEN7tA) von HBM entschieden.

Charpy-Pendelschlagwerke werden bei Werkstoffprüfungen eingesetzt, um festzustellen, ob eine Probe spröde oder verformbar – "duktil" – ist. Die Prüfung ist ein genormter Versuch mit hoher Dehnungsgeschwindigkeit, mit dem die von einem Werkstoff während des Bruchs aufgenommene Energie als Maß für die Zähigkeit der Probe bestimmt wird.

Bei dem Versuch lässt man ein Pendel gegen eine gekerbte Werkstoffprobe schwingen, und die auf den Werkstoff übertragene Energie kann vor und nach dem Bruch der Probe berechnet werden.

Details vom eingesetzten Hammer

Digitales Datenerfassungssystem für erhöhte Testsicherheit

Um die Genauigkeit der Prüfungen zu erhöhen, wollte das Politecnico di Milano ein digitales Datenerfassungssystem entwickeln, das mit hohen Abtastraten arbeiten kann, um die während des Aufpralls zwischen dem Charpy-Pendel und der Probe entwickelten Impulssignale zu erfassen.

Für die Digitalisierung des Charpy-Pendels – wie in der Norm UNI EN ISO 14556 festgelegt – wird ein an den Auslösemechanismus angebautes System zur Dehnungsmessung benötigt, sowie ein Abtastsystem mit einer Bandbreite von mindestens 250 kHz. Nachdem sich das Politecnico di Milano umfassend über eine Reihe alternativer Lösungen informiert hatte, stand für die Forscher fest, dass nur ein System ihre Anforderungen erfüllen konnte: GEN7t von HBM.

Das Gerät aus der Reihe Genesis High-Speed bietet eine Abtastfrequenz von 1 MS/s und eine Bandbreite von 250 kHz. Aufgrund seiner Schnittstellen zu DMS-Messkreisen in Vollbrücken-, Halbbrücken- und Viertelbrücken-Konfigurationen war GEN7t für das Politecnico di Milano besonders gut für eine Digitalisierung des Charpy-Pendels geeignet.

Zusätzliche Signale können gleichzeitig über vier Kanäle erfasst werden, während die Brücken problemlos mit im System vorinstallierten Widerständen abgeglichen werden können. Die Software Perception von HBM verfügt über eine intuitive Bedienoberfläche, die die Forscher Schritt für Schritt durch die optimale Konfiguration aller Parameter führt. Dadurch werden Fehlerquellen durch einen nicht korrekten Aufbau eines Experiments deutlich verringert.

Neue Erkenntnisse über das Verhalten metallischer Werkstoffe

Neue Erkenntnisse über das Verhalten metallischer Werkstoffe und ihres Spröd-Duktil-Übergangs können durch Digitalisieren des Schlagversuchs nach Charpy gewonnen werden, da so die Sprödbruch-Übergangstemperatur FATT ("fracture appearance transition temperature") genauer gemessen werden kann.

Die vorgenommenen Änderungen am Auslösemechanismus der Vorrichtung bieten die Möglichkeit, das Charpy-Pendel innovativ bei verschiedenen Versuchen einzusetzen, da das analoge Messgerät – das nur für einen Versuchstyp geeignet ist – in eine vielseitigere Vorrichtung umgebaut wurde, die ein wesentlich höheres Potenzial für die wissenschaftliche Forschung bietet.

Aufbau des Systems
Screenshot der Software Perception von HBM
Kontakt / Fragen? Wir freuen uns auf Ihre Anfrage.