Vergleich von eingebetteten und herkömmlichen Dehnungsmessstreifen auf glasfaserverstärkten Probenstreifen

Elektrische Dehnungsmessstreifen (DMS) von HBM sind weltweit gut etabliert. Unterschiedliche Anwendungen wie die statische Material- und Betriebsfestigkeitsprüfung von Probenstreifen und Komponenten vertrauen auf die hohe Qualität und das breite Portfolio von über 2000 verschiedenen DMS-Typen.

Zusammen mit IPC, dem Zentrum für industrielle Kunststofftechnik und Verbundwerkstoffe in Frankreich, wurde eine Untersuchung auf Grundlage von Prüfungen gemäß der Norm ISO 527-4 durchgeführt, um im Verbundwerkstoff eingebettete Dehnungsmessstreifen (LI66-10/350) mit herkömmlichen, auf der Oberfläche der Teststruktur installierten Dehnungsmessstreifen zu vergleichen (LY21-6/350). Der Test wurde mit glasfaserverstärkten Kunststoff-Probenstreifen durchgeführt.

Betrachtete Punkte

1. Hat die Integration des DMS in einen Faserwerkstoff Einfluss auf das Prüfmuster?

2. Erzeugen die an der Oberfläche installierten DMS ein anderes Messsignal als die Integrierten?


Für die Tests verwendete DMS

LI66-10/350 (eingebetteter DMS von HBM)

  • Gitterlänge 10 mm
  • 350 Ohm
  • Anschlussstiftlänge: 15mm
  • Temperaturbereich: -40°C to +180°C

LY21-6/350 (herkömmlicher DMS von HBM)

  • Gitterlänge 6mm
  • 350 Ohm
  • Temperaturbereich: -200°C to +200°C

Einrichten der Tests

Die Messungen an den Probenstreifen wurden unter folgenden Testbedingungen durchgeführt:

  • Probenstreifen Nr. 1 mit DMS LY21 auf der Oberfläche + eingebetteter DMS LI66
  • Probenstreifen Nr. 2 nur mit DMS LY21, installiert auf der Oberfläche
  • Probenstreifen Nr. 3 ohne DMS (mit Dehnungssensor geprüft)

 

Die Probenstreifen wurden mit einer uniaxialen Zugprüfung getestet, bis sie bei einer Geschwindigkeit von 2 mm/min und einer Vorlast von 50 N ausfielen. Die Testbedingungen lagen bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit.

Die Ergebnisse

  • Die DMS zeigen für die Spannungs-/Dehnungsmessungen sehr ähnliche Ergebnisse. Das Einbetten des DMS LI66 hat keine messbaren Auswirkungen auf den Probenstreifen. Der auf dem Verbundwerkstoff installierte DMS LY21 zeigt keinen messbaren Einfluss oder Delamination.
  • Die Rissposition des Probenstreifens befindet sich für alle getesteten Probenstreifen im gleichen Bereich.
  • Die Diagramme zeigen das Spannungs-/Dehnungsverhalten bis zum Ausfall der Dehnungsmessstreifen (Signalverlust). Der endgültige Ausfall des Verbundwerkstoffs liegt bei etwa 400 MPa für die drei Probenstreifen. Der Probenstreifen mit dem eingebetteten Dehnungsmessstreifen zeigt einen früheren Ausfall, da die Verbindung zwischen den Anschlussstiften und den Anschlussleitungen verloren ging.

Eingebetteter LI66- und herkömmlicher LY21-DMS im Vergleich

About IPC

Das IPC (Centre Technique Industriel de la Plasturgie et des Composites) ist das technische Zentrum der Industrie​​​​​​,​ dessen Kompetenz sich der Innovation im Bereich Kunststofftechnik und Verbundwerkstoffe in Frankreich widmet. Seit 2016 verfügt die Sparte daher über neue Mittel zur Unterstützung aller, insbesondere kleiner und mittlerer, Unternehmen, unabhängig vom verwendeten Verfahren, dank dieses zur Finanzierung von Forschung und Entwicklung, Innovation, Technologietransfer und Kompetenzen eingesetzten Beitrags.