Optimierte Versuchsführung in der Betriebsfestigkeitsprüfung von Werkstoffen mit einem modernen Regelungssystem

Diese Arbeit befasst sich mit der Einbringung eines neuen, modernen Regelungssystems, sowie eines Messsystems zur optischen Dehnungsmessung für die Betriebsfestigkeitsprüfung von Werkstoffen am Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau an der Montanuniversität Leoben. Diese Systeme werden mit einem bestehenden, servohydraulischen Prüfstand verknüpft, um diesen für Kurzzeit-Festigkeits- Versuche bzw. LCF-Versuche (low cycle fatigue) einsatzbereit zu machen. Dazu wird zuerst eine allgemeine Literaturstudie zu Kalibrierungen und der LCF-Prüftechnik laut Norm sowie zur Regelungstechnik und optischen Dehnungsmessung durchgeführt. In Verbindung mit dem Regelungssystem werden Kalibrierungen der Kraft- und Längenmesseinrichtungen ausgeführt, Prüfprogramme erstellt und versuchsrelevante Ein- und Ausgangssignale konfiguriert. Das optische Messsystem wird für die gegebenen Anforderungen angepasst und in das neue Regelungssystem eingebunden. Es werden Versuche durchgeführt, zum einen mit einem Hersteller-internen LCF- Prüfprogramm, zum anderen mit einer selbst erstellten LCF-Prüfdefinition mit optischer und mechanischer Dehnungsmessung und -regelung. Diesbezüglich werden die in der Versuchsauswertung aufbereiteten Daten miteinander verglichen und interpretiert. Es stellt sich heraus, dass das Hersteller- interne Prüfprogramm für die am Lehrstuhl abgewickelte Versuchsführung nicht ausreichend abgestimmt ist und somit die selbst erstellte Prüfdefinition, vor allem durch die freiere Gestaltung der Datenaufzeichnung, besser geeignet ist. Die Untersuchungen hinsichtlich des optischen Messsystems führen zur Erkenntnis, dass das optische Dehnungssignal nach Stand des Durchführungszeitpunktes nicht für die LCF-Prüfung geeignet ist. Die erlangten Aufschlüsse geben jedoch eine Basis für die weitere Forschung vor und können dadurch einen Beitrag für die optische Dehnungsmessung in der Betriebsfestigkeitsforschung am Lehrstuhl leisten. Diesbezüglich werden Lösungsvorschläge erarbeitet. Die Arbeit wird mit einer Zusammenfassung und einem Ausblick abgeschlossen.