Abteilung 32 Beanspruchungsanalysen

- Aufgaben / Fachliche Schwerpunkte
- Besondere Einrichtungen
- Ansprechpartner

Die Abteilung 32 Beanspruchungsanalysen ist in folgende Referate gegliedert:

  • Referat 323  Experimentelle Spannungsanalyse
  • Referat 324  Passive Sicherheit

Die Tätigkeiten in der Abteilung Beanspruchungsanalysen beinhalten im Bereich Experimentelle Spannungsanalyse schwerpunktmäßig Dienstleistungen für den Maschinen- und Anlagenbau, für die (Petro-) Chemie, für die technische Überwachung und für Aufsichtsbehörden sowie Forschungsarbeiten. Im Bereich Passive Sicherheit werden hauptsächlich Genehmigungsprüfungen für Rückhaltesysteme (Sicherheitsgurte und Kindersitze) und Helme (Motorrad) sowie Baumusterprüfungen für Persönliche Schutzausrüstungen (Kopfschutz und Protektoren) durchgeführt. Zudem werden auf der Crashtestanlage, Funktionsprüfungen für KFZ-Zubehör (Gepäckrückraltenetze, Dachgepäckträger, Halterungen aller Art) und Sonderprüfungen durchgeführt.

Die Abteilung verfügt über fortschrittliche analytische und experimentelle Methoden zur Ermittlung von Beanspruchungen (Spannungen, Verformungen, Verschiebungen, Beschleunigungen, Temperaturen, u.a.) in mechanischen Komponenten. Des Weiteren unterhält die Abteilung ein leistungsfähiges Labor für die Untersuchung von Elementen für Dichtverbindungen in der Anlagentechnik (Flanschverbindungen, Mann- und Handlöcher in druckführenden Rohrleitungen und Apparaten; Stopfbuchsabdichtungen in Armaturen). Highspeedaufnahmen erlauben eine genaue Analyse des Crashverhaltens bei den dynamischen Schlittenprüfungen.

Die Abteilung Beanspruchungsanalysen ist durch die DAkkS Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 für experimentelle Spannungsanalysen, für die Dichtungsprüfung sowie für die Tätigkeiten im Bereich der passiven Kraftfahrer‐Sicherheit akkreditiert. Weitere spezifische Kompetenznachweise finden sich im Abschnitt „Passive Sicherheit“ bzw. zum Download unter „Weitere Informationen“.

 Aufgaben / Fachliche Schwerpunkte
Spannungsanalyse

Zur Erfassung von Dehnungen im elastischen Bereich werden hauptsächlich Dehnungsmessstreifen (DMS) eingesetzt. Diese Messdaten sind meistens die Grundlage von Spannungsanalysen. Es stehen Systeme zur messtechnischen Erfassung von Verformungen, Dehnungen, Beschleunigungen, Lasten, Kräften, Momenten, hydraulischen Drücken und Temperaturen in Bauteilen zur Verfügung. Damit können mechanische und thermische, statische und zyklische Belastungen für Festigkeitsberechnungen ermittelt werden. Die Kernkompetenz des Referats Experimentelle Spannungsanalyse liegt in der Applikation von DMS, Messung und Auswertung von mehrachsigen Spannungszuständen.

 

 

 

 
Mit DMS applizierte Schraube zur Ausbildung zum Kraft - Messglied

Dabei sind DMS Applikationen unter schwierigsten geometrischen Bedingungen eine unserer besonderen Spezialgebiete, siehe Foto.

Experimentelle Eigenspannungsanalysen

Wir führen spontan und schnell Eigenspannungsanalysen in unserem Labor und vor Ort durch. Dabei steht die Bewertung und Optimierung des Eigenspannungszustandes von Komponenten im Fokus der Untersuchungen. Es können Fragestellungen zu den Themen wie zum Beispiel Wärmebehandlungen, Oberflächenvergütung, Gussformoptimierung mit experimentellen Ergebnissen am realen Bauteil geklärt werden.

 

 

 
MPA Mitarbeiter vor Ort bei Eigenspannungsermittlungen

Es kommen unterschiedliche moderne mechanische Methoden zum Einsatz. Mit der Längsnutmethode können die Eigenspannungen in einer Tiefe von 1 bis 4 mm einachsig und kostengünstig ermittelt werden. Bei der weit verbreiteten Bohrlochmethode können die Eigenspannungen in einer Tiefe von 0,05 bis 1,2 mm zuverlässig ermittelt werden. Es stehen aktuelle Auswertungsprogramme zu Berechnung nach der Differenzialmethode und nach der Integralmethode (ASTM E837-13) zur Verfügung. Mit der Ringkernmethode können die Eigenspannungen über einen Tiefenbereich von 1 bis zu 8 mm Tiefe ermittelt werden.

 

 

 

 
Längsnutmethode, Bohrlochmethode und Ringkernmethode

Wir führen Eigenspannungsanalysen nach folgenden Methoden durch:

  • Bohrlochmethode
  • Ringkernmethode
  • Längsnutmethode (an viele Geometrien und Tiefen anpassbar)
  • Ausbohr- und Abdrehmethode
  • Zerlegemethode
  • Röntgenographische Methode (Siemens Diffraktometer D5000)

Die Methoden können beliebig kombiniert und verglichen werden. In dem Bild ist das Bohrlochsystem an einer zuvor getrennten Bohrung abgebildet. Mit der Bohrlochspezialrosette wurden die ausgelösten Dehnungen beim Zerlegen erfasst.

Kombination von Bohrloch- und Zerlegemethode an einer innenliegen Messposition (Bohrung)
Software BOP2

Die Software BOP2 ist ein Auswertungsprogramm zur Berechnung der Eigenspannungen mittels mechanischer Methoden. Damit können die Eigenspannungen nach der Bohrloch-, Ringkern- und  Längsnutmethode mit Berücksichtigung der Bauteildicke und Streckgrenze ermittelt werden. Die Software BOP2 wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) unter dem Förderkennzeichen 1501460A gefördert und kann über Herrn Dr. v. Mirbach kostenlos bezogen werden.

 

Armaturen

Prüfmöglichkeiten

  • Kennwertermittlung an Packungen für Stopfbuchsabdichtungen
  • Untersuchung des Verformungsverhaltens von Packungsringen
  • Ermittlung des Umlenkfaktors K
  • Untersuchung des Relaxationsverhaltens von Packungen
  • Ermittlung der Mindestflächenpressung bei der Montage und im Betrieb für die geforderte (Dichtheitsklasse L)
  • Ermittlung der spezifischen Leckagerate mit Helium-Massenspektrometer, nach der Druckabfallmethode oder Druckanstiegsmethode
  • Untersuchung des Betriebsverhaltens unter Temperatur bis 720°C
  • Prüfung mit realen Medien
  • Ermittlung von Reibkräften und flächenpressungsabhängigen Reibwerten
  • Nachweis der Ausblassicherheit von Armaturenabdichtungen
  • TA Luft -Nachweis gemäß VDI-Richtlinie 2440

Armaturenprüfstand

 

Passive Sicherheit

Genehmigungsprüfungen

Als vom Kraftfahrt-Bundesamt (KBA) benannter Technischer Dienst der Kategorie A und D und als Technischer Dienst für das Vehicle Safety Certification Center (VSCC) in Taiwan nach VSTD 26

  • Rückhaltesysteme für Erwachsene nach ECE-R 16 / VSTD 26
  • Kinderrückhaltesysteme nach ECE-R 44
  • Motorradfahrer-Schutzhelme nach ECE-R 22

Beurteilung des Crashverhaltens

  • Ladungssicherung nach DIN ISO 27955 und DIN ISO 27956
  • Dachlastträger für Personenkraftwagen nach DIN 75302
  • Allgemeine Versuche auf der Schlittenanlage, z.B. Halterungen / Komponenten im KFZ nach Kundenspezifikation

Konformitätsbewertung

Prüfung und Zertifizierung (CE und GS Kennzeichnung) Persönlicher Schutzausrüstung (PSA).

Befugniserteilung durch die Zentralstelle der Länder für Sicherheitstechnik (ZLS) im Geltungsbereich des ProdSG und der Richtlinie Nr. 89/686/EWG.

Produktbereiche:

  • Kopfschutzausrüstungen
  • Sporthelme allgemein
  • Kopfschutzausrüstungen gegen Hitze oder Flammen ≥ 100° C
  • Motorradkleidung / Protektoren (EN 1621-1, EN 1621-2)

KFZ - Schlitten für die Crash-Simulation

 

Mitarbeit in Ausschüssen

Mitwirkung in regelwerksgebenden Gremien bei der Weiterentwicklung des technischen Regelwerkes (z.B. CEN, DIN) und in Ausschüssen von Fachverbänden (DECHEMA, EPERC, VDI, VGB) unter Berücksichtigung aktueller Forschungsergebnisse. Unsere Mitarbeiter des Referats „Passive Sicherheit“ sind in den einschlägigen Gremien und Normungsausschüssen vertreten, tragen dadurch zur ständigen Verbesserung und zur Aktualisierung der jeweiligen Normen und Richtlinien bei und halten sich selbst auf dem neuesten Stand. Hierzu zählen: GRSP, NA Sport (112) Spiegelgremium CEN TC158, VG1, international PSA, EK 8, KBA Erfahrungsaustausch, Prüfstellengruppe R44, Informal Group Kindersitz.

Ausbildung von Studenten
  • Praktika, Betreuung von Bachelor- und Masterarbeiten
 Besondere Einrichtungen
  • Einrichtungen für die Dichtungs- und Packungsprüfung:
    - Stauchversuchsstände
    - Relaxationsversuchsstände
    - Druckstandprüfstände
    - Reibversuchsstand
    - Leckageversuchsstände
    - TA-Luft-Prüfstände für Flanschdichtungen und Stopfbuchspackungen
  • Komplettprüfung von Rückhaltesystemen nach ECE-R 16 Änderung 06
  • Prüfung von Kinderrückhaltesystemen nach ECE-R 44 Änderung 04
  • Schutzhelmprüfung (Motorradfahrer) nach ECE-R 22 Änderung 05
  • Sonderprüfung auf dynamischem Schlitten bis 70 km/h, bis 500 kg Aufbau
Weitere Informationen
 Ansprechpartner

Sekretariat

Frau I. Gerbig



 ++49 (0)711/685-63370
 

 

Abteilungsleitung

Herr Dr.-Ing. D. von Mirbach

 

 ++49 (0)711/685-63913
 ++49 (0)711/685-63901
 

N.N.

 

Referate

Experimentelle Spannungsanalyse



Herr Dipl.-Ing. A. Schlüter

Herr Dr.-Ing. D. von Mirbach

 

 ++49 (0)711/685-62593
 

 ++49 (0)711/685-63913
 

Passive Sicherheit

Herr Dipl.-Ing. T. Ebding

Herr Dipl.-Ing. W. König

 ++49 (0)711/685-63945
 

 ++49 (0)711/685-62571