Vibrationsprüfstand (VT)

Vibrationsprüfstand

                         Thermischer Widerstand Rth bei zyklischen mechanischen Belastungen
Der Vibrationstest, auch Forced Mechanical Cycling (FMC) genannt, ist eine Erweiterung des Delaminationstests, welcher mittels des ZFW TIM-Testers realisiert wird. Der Vibrationstest wird an einem extra dafür konzipierten Prüfstand durchgeführt. Ausgeführt mit drei voneinander entkoppelten Prüfeinheiten, ermöglicht der Prüfstand die Untersuchung von bis zu drei Proben parallel. Die initiale Spaltweite kann softwaretechnisch hoch dynamisch und präzise schwingend verändert werden. Neben den einstellbaren Schwingparametern können die individuell einstellbaren Betriebspunkte auch kraftgesteuert sein.
Der wesentliche Unterschied zur bisherigen Untersuchung am TIM-Tester sind die deutlich höheren Frequenzen von bis zu 200 Hz. Die maximale Amplitude (peak to peak) beträgt 90 µm, die maximale Beschleunigung liegt bei ca. 15 m/s².
Des weiteren können Zug- und Druckversuche im Sub-Mikrometerbereich durchgeführt werden. Mit Zug- und Druckkräften bis maximal 500 N können kleinste Spaltänderungen aufgelöst werden.

Zusammenfassend können mit dem ZFW-Vibrationsprüfstand folgende Fehlermechanismen geprüft werden:
  •     Pump-out, Bleed-out, Dry-out
  •     Mechanische Stabilität
  •     Partikeldelamination
  •     Versprödung
  •     Agglomeration
  •     Adhäsion und Kohäsion

Während der Messung werden Spalt, Kraft und die Änderung des thermischen Widerstandes aufgezeichnet. Der Vibrationstest (FMC) stellt durch eine rein mechanische Bewegung die reale Spaltdehnung eines Fahr- oder Zufallprofils nach. Einflussgrößen, wie z.B. Fahrprofile mit Vorgabe einer Probenmitteltemperatur, können hier geprüft werden. Als Ergebnis ist es nun möglich, qualitative und quantitative Aussagen über die Änderung des thermischen Widerstands in Abhängigkeit der Zyklenanzahl oder der Spaltänderung (Zug/Druck) zu tätigen.
Beispiel für Ausfallmechanismen:

Mithilfe sehr hoher Frequenzen und dynamisch aufgegebener Kraftverläufe kann die mechanische Stabilität eines Materials untersucht werden.

Essenzielle Bedeutung haben diese Tests bei vibrierenden Bauteilen mit großen Frequenzen. Effekte wie Pump-out, Bleed-out und Dry-out können damit genau so wie Versprödungs- oder Agglomerationsversagen im Labor simuliert und auf das reale Bauteil übertragen werden.
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