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Experimental Facilities

The members of the GAMM-FA provide both the information about their experimental abilities and their research goals (alphabetic order of the members, language German).

Prof. Dr.-Ing. Herbert Baaser (Technische Hochschule Bingen)

Fachgebiet:Maschinenbau - Mechanik - FEM
Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. habil. Herbert Baaser

Technische Hochschule Bingen 
Berlinstr. 109

55411 Bingen
h.baaser(at)th-bingen.de

https://www.th-bingen.de/person/herbert-baaser/

Untersuchte Materialien:Stahl, Elastomere, Kunststoffe
Prüfmöglichkeiten: 
  • (uniaxialer) Zug
  • Lebensdauer Kunststoffe, Elastomere, uniaxial schwellend

 

Spezielle Messtechnik: 
  • Video-Extensiometer / ZWICK
  • 3D-Scan (Grauwertkorrelation, …)
  • 3D-Drucker

 

Forschungsziele:

Materialmodellierung für Elastomere (inelastisch, zeit-/ratenabhängig), Implementierung in kommerzielle FEM-Systeme, Schließen der Lücken im CAx-workflow

Lebensdauer-Abschätzung von Gummi-Bauteilen

Prof. Dr.-Ing. Thomas Böhlke (Karlsruher Institut für Technologie)

Fachgebiet:Kontinuumsmechanik im Maschinenbau
Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Böhlke

Institut für Technische Mechanik
Fakultät für Maschinenbau
Postfach 6980
76128 Karlsruhe
Hausanschrift: Kaiserstr. 10, Geb. 10.23, 3. Stock
thomas.boehlke(at)kit.edu
http://www.itm.kit.edu/cm/
Untersuchte Materialien: 
  • DMA: Polypropylen, Vinylester, ungesättigtes Polyester-Polyurethan Hybrid Harz (jeweils als reines Matrixmaterial und faserverstärkt);
  • Biaxialprüfung: Sheet Moulding Compounds (SMC), metallische Werkstoffe (z.B. Dualphasenstahl)

 

Prüfmöglichkeiten: 
  •  Dynamisch mechanische Analyse (DMA):

Kraftmessdosen: 500N, 1500N

Statische Zugbelastung (Universal Tester)

Dynamisch mechanische Zugversuche:

unter Temperaturbelastung (-150°C bis 500°C)

für verschiedene Frequenzen (0.1 Hz bis 100 Hz)

Überlagerung von Temperatur- und Frequenzbelastungen

Dynamisch mechanische Biegeversuche

Relaxations- und Retardationsversuche

  • Biaxialprüfung:

4 separat gesteuerte Prüfachsen

Zug- und Druckbelastung

Maximalkraft: 150 kN

Maximaler Fahrweg pro Achse: 700 mm

optische Dehnungsmessung mittels VideoXtens(Zwick)

lokale optische Dehnungsmessung mittels DIC (Aramis 3D 4M (GOM)

Spezielle Messtechnik: 
  • Trocken- und Wärmeschrank (Binder)
  • Präzisionswaage (Kern)
  • Exsikkator (Sicco)
  • Optische Dehnungsmessung mittels DIC (Aramis 3D 4M (GOM)) (am Biaxialprüfstand) (2D sehr gut, in der dritten Richtung nur ungenau, da nicht von Starrkörperbewegung unterscheidbar)

 

Forschungsziele: 
  • Mechanische und thermomechanische Charakterisierung von metallischen Werkstoffe
  • Mechanische und thermo-viskoelastische Charakterisierung von Polymerwerkstoffen (rein und im Verbund)
  • Charakterisierung anisotropen Materialverhaltens unter mehrachsigen Belastungen
  • Entwicklung und Validierung numerisch effizienter Mehrskalen- und Homogenisierungsmethoden
 

Prof. Dr.-Ing. Stefan Diebels (Universität des Saarlandes)

Fachgebiet:Technische Mechanik
Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Stefan Diebels, Dr.-Ing. Achim Schmitt

Universität des Saarlandes

Campus A4.2

66123 Saarbrücken

s.diebels(at)mx.uni-saarland.de, jo.schmitt(at)mx.uni-saarland.de

www.ltm.uni-saarland.de

Untersuchte Materialien: 
  • Gefüllte Elastomere
  • Poröse Elastomere
  • Thermoplaste mit und ohne Verstärkung (z.B. Glasfasern)
  • Duromere
  • Metallschäume/Hybridschäume
  • Knochen
  • Stahl
  • Aluminiumlegierungen
  • Kabel
 
Prüfmöglichkeiten und Messtechnik: 
  • Dynamisch mechanische Analyse (DMA):

Kraftmessdosen: 500N, 1500N

Statische Zugbelastung (Universal Tester)

Dynamisch mechanische Zugversuche:

unter Temperaturbelastung (-150°C bis 500°C)

für verschiedene Frequenzen (0.1 Hz bis 100 Hz)

Überlagerung von Temperatur- und Frequenzbelastungen

Dynamisch mechanische Biegeversuche

Relaxations- und Retardationsversuche

  • Soft-/ Hardware zur Digitalen Bildkorrelation (DIC)

o 2D/ 3D-System VIC2D/ VIC3D Fa. Correlated Solutions

o 2D/ 3D/ 360°-3D-System ISTRA4D Fa. Dantec Dynamics

o Diverse CMOS/ CCD Kameras (Fa. Jai, Fa. AVT)

o 2 HighSpeed-Kameras Photron SA3 120K (bis zu 120.000 fps)

  •  Soft-/ Hardware zur Photogrammetrie

o System zur Digitalisierung realer Strukturen

o Software 3D-SOM

o Kammer Drehteller/ Kameras/ Licht zur automatisierten Aufnahmenerstellung

  • Uniaxialer Zugversuch 300 N

o Eigenentwicklung

o F_max = +/- 300N

o v_max = 30mm/s

  •  Uniaxialer Zugversuch 5 kN (inkl. Thermokammer)

o Eigenentwicklung

o F_max = +/- 5kN

o v_max = 30mm/s

o Temperaturbereich: -40 … 110°C

  • Uniaxialer Zug-/ Druckversuch 50kN

o Eigenentwicklung

o F_max = +/- 50kN

o v_max = 5mm/s

o Verwendung als Nakajima-Test

  • Äquibiaxialversuch (Bulge-Test) – quasi-statisch

o Druckluftgeregelt (GIESA DR10)

o p_max = 6 bar

  • Äquibiaxialversuch (Bulge-Test) – dynamisch

o Eigenentwicklung

o Hydraulisch

o Statische Vorbelastung mit überlagerter Schwingung

o p_max = 10bar

o f_max = 15Hz

  • Druck-Scherversuch – dynamisch

o Eigenentwicklung

o Statische (uniaxiale) Druck-Vorbelastung

o Überlagerte dynamische Scherung

o F_max = 200N

o f_max = 15Hz

  • Universalprüfmaschine INSTRON E10000 ElectroPuls

o Zug-/ Druck-Torsionsmaschine (elektrodynamisch)

o F_max = 10kN, M_max = 100Nm

o f_max = ca. 120Hz

o v_max = ca. 2m/s

  • Rahmenschergerät GIESA RS 5

o Antrieb angepasst

o F_max = 5kN

o v_max = 2mm/s

o Verwendung als Dreipunktbiegeversuch

  • Versuchsstand Reine Biegung

o Eigenentwicklung

o Normalkraftfreie Biegung flexibler Strukturen

o Max. Biegewinkel +/- 90°

o M_max = 5Nm

  • Mikrozugversuch

o Eigenentwicklung

o Für Proben geringer Größe (z.B. Einzelstege von Metallschäumen)

o F_max = 5kN

o v_min = 20µm/s

  • Hydrostatischer Kompressionsversuch

o Eigenentwicklung

o Hydraulisch

o p_max = 150bar

o DeltaV_max = 9000mm³

  • Allgemeiner Biaxialversuch (klein)

o Eigenentwicklung

o Zwei kreuzförmig überlagerte Linearachsen

o Achsen unabhängig voneinander verfahrbar

o F_max = 500N

o v_max = 120mm/s

  • Allgemeiner Biaxialversuch (groß)

o Eigenentwicklung

o Zwei kreuzförmig überlagerte Linearachsen

o Achsen unabhängig voneinander verfahrbar

o F_max = 15kN

o v_max = 10mm/s

Forschungsziele: 
  • Mechanische und thermomechanische Charakterisierung von metallischen Werkstoffe
  • Untersuchung der Struktur-Eigenschaftsbeziehung in Mehrphasenstählen
  • Mehraxiale Deformations- und Spannungszustände in Polymeren
  • Deformationsverhalten zellulärer Materialien
 

Prof. Dr.-Ing. Stefan Hartmann (Technische Universität Clausthal)

Fachgebiet:Festkörpermechanik
Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Stefan Hartmann

Institut für Technische Mechanik

TU Clausthal.de

Adolph-Roemer-Str. 2a

38678 Clausthal-Zellerfeld

stefan.hartmann(at)tu-clausthal.de

https://www.itm.tu-clausthal.de/

Untersuchte Materialien: 
  • Elastomere
  • Pulverkompaktierung (kalt)
  • Polypropylen/Polyethylen
  • Faserverstärkte Kunststoffe
  • Zinkdruckguss (Zamak 5)
 
Prüfmöglichkeiten: 
  • (Elektromechanische) Universalprüfmaschinen für Zug-Druck und Torsion sowie Temperiereinheit:

o Kraft-Momentenmessdosen: 1000Nm, 100KN (0,0005 - 500 mm/min axial; 0.005 – 5 U/min torsional)

o Kraft-Momentenmessdosen: 10 KN/50 Nm

o Temperierkammer: -70 bis 250 °C (heating time (5 K/min) from +20 to +250 °C ca. 45 min; cooling rate (1.5 K/min) from +20 to -40 °C ca. 40 min

o Schertool für Folien

  • Biaxiale Zugprüfung (quasi-statisch)

 o 1.5 KN

Messtechnik: 
  • Aramis 3D (GOM)
  • Thermographie
  • VideoXtens (Zwick)

 

Forschungsziele: 
  • Thermo-mechanische experimentelle Untersuchung unterschiedlicher Materialien zur Entwicklung von Materialmodellen
  • Validierungsexperimente
  • Materialparameteridentifikation homogener und inhomogener thermischer und mechanischer Felder
 

Prof. Dr.-Ing. Jörn Ihlemann (Technische Universität Chemnitz)

Fachgebiet:Festkörpermechanik
Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Thomas Lehmann

Technische Universität Chemnitz

Reichenhainer Straße 70

09126 Chemnitz

thomas.lehmann(at)mb.tu-chemnitz.de

www.tu-chemnitz.de/mb/FestKoerpMech/

Bisher untersuchte  Materialien: 
  • Metalle, metallische Werkstoffverbunde
  • technische Elastomere
  • Thermoplaste, Duroplaste mit und ohne Faserverstärkung
 
Prüfmöglichkeiten: 
  •  Prüfmaschinen

o Zwick/Roell 20 kN; elektromechanisch; inkl. 1 kN / 20 kN Kraftmessdose, MultiXtens Dehnungsmesssystem und Temperaturkammer -50 bis 300 °C

o Zwick/Roell 100 kN; elektromechanisch; inkl. 0,5 kN / 5 kN / 25 kN / 100 kN Kraftmessdose und Temperaturkammer bis 500°C

o Instron 50 kN; servohydraulisch; inkl. 50 kN Kraftmessdose und Temperaturkammer -50 bis 350 °C Weitere Prüftechnik

o diverse Belastungsvorrichtungen / Standard- und Sondervorrichtungen (Zug, Zug/Druck, Biegung, …)

o 2x Ofen bis 250 °C (Fa. Binder)

o 1x Klimakammer 0 bis 150 °C (Fa. Binder)

o 1x Umweltsimulationsschrank -40 bis 180 °C (Fa. Binder)

 

Spezielle Messtechnik: 
  •  2D Digital Image Correlation (DIC) System mit verschiedenen telezentrischen Objektiven und CCD-Kameras (Kameraauflösung 1,5 MP):
  • VEDDAC (Fa. CWM)
  • 3D DIC-System: ARAMIS 4M System (Kameraauflösung 4 MP) (Fa. GOM)
  • Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) System (Eigenbau)
  • DMS (Standard, Hochdehnung, Eigenentwicklung Differential-DMS)
  • Faser-Bragg-Gitter-Sensoren (FBGS)
  • Messverstärkersysteme: MGCplus / Quantum (Fa. HBM), System7000 (Fa. Vishay)
  • Eigenspannungsanalysesystem: Sint Restan MTS 3000 (Fa. Sint Technology)
  • Thermografiesystem: VarioCAM head HiRes 640 (Fa. Infratec)
  • weitere Aufnehmer (Clip-Gages, Messtaster, Wägezellen, …)

 

Forschungsziele: 
  • Entwicklung von speziellen experimentellen und experimentell-numerischen Methoden, Auswertestrategien, Versuchsaufbauten und Aufnehmern
  • experimentelle Spannungsanalyse, Eigenspannungsanalyse
  • Werkstoffcharakterisierung, Parameteridentifikation und Validierung numerischer Simulationen (Ermittlung der experimentellen Datenbasis)
  • Beurteilung der Langzeitstabilität von Dehnungsmessstellen