Zyklische Prüfung von Elastomeren

Im Themenfeld der zyklischen Prüfung unterscheidet das LBF typischerweise zwischen Schwingfestigkeitsversuchen an Werkstoffproben und den Nachweisversuchen an Bauteilen.

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Für die Entwicklung von Elastomerbauteilen und die Werkstoffauswahl verfügt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF über flexibel nutzbare Prüftechnik für Schwingfestigkeitsuntersuchungen am Werkstoffproben. Schwerpunkt bilden kraft- und wegeregelte Wöhlerexperimente bei verschiedenen Temperaturen.

Häufig ist es sinnvoll, die Schwingfestigkeitsuntersuchungen mit der physikalischen und chemischen Charakterisierung der Elastomermaterialien zu kombinieren. Hieraus können zugeschnittene Alterungs- und Prüfprozeduren abgeleitet werden. Die ermittelten Materialdaten und zyklische Werkstoffkennwerte sind Basis für die numerische Analyse des Übertragungsverhaltens und der Lebensdauerabschätzung von Elastomerbauteilen.

Aus Gummiplatten herzustellende Prüfkörper (S2-Stäbe, oberes Foto) werden in einem temperierbaren Prüfaufbau unter zyklischen Belastungen (mittleres Foto) geprüft. Aus (weggeregelten) Wöhlerkurven (untere Abbildung) einer Elastomermischung nach unterschiedlichen Auslagerungszeiten bei 100 °C Auslagerungstemperatur lassen sich Rückschlüsse über den Einfluss der Temperaturauslagerung auf die Betriebsfestigkeit ziehen.

Unser Angebot beinhaltet die zyklische Prüfung unterschiedlicher Probenformen (z.B. S2-Stab, Hourglass-Probe, etc.) unter konstanten und variablen Amplituden im Temperaturbereich von RT bis 150°C.

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Zum Nachweis der Betriebsfestigkeit von Elastomerbauteilen werden im LBF ein- und multiaxiale Betriebslastennachfahrversuche vorwiegend an Fahrwerks- und Aggregatelagern durchgeführt (siehe Abbildung). Hierbei besteht ebenfalls die Möglichkeit einer Temperatursimulation.