USF-2000A

Ermüdungsprüfung mit 20 kHz, sehr effizient für die Prüfung von Gigazyklen

Testfrequenz	20 kHz
Prüfart	Ermüdungsprüfung
Antrieb	Ultraschall-Vibrationen
Typ	Stehende Geräte
Branchen	Dynamisch

20-kHz-Ermüdungsprüfung Hocheffizient für Gigazyklus-Prüfungen Auch für die Analyse von Einschlüssen in Metallen

Dieses Ultraschall-Ermüdungsprüfsystem erreicht eine Schwingungsrate von 20 kHz, indem es eine durch ein piezoelektrisches Element erzeugte und durch ein Horn verstärkte Vibration anlegt. Dadurch werden nicht nur die Zykluszeiten erheblich verkürzt, sondern auch mikroskopische Defekte und Einschlüsse in hochfesten Stahlwerkstoffen entdeckt, die Ermüdungsbrüche im Megazyklusbereich verursachen können.

Geeignet für die Prüfung von Stahlmaterial der Klasse 1000 MPa

Durch die Durchführung von Tests bei Resonanzfrequenzen können hohe Spannungen erzeugt werden. Mit einer Zykluskapazität von 20 kHz ist dieses System in der Lage, die Bewertung der Ermüdungslebensdauer von Metallen und anderen Materialien zu beschleunigen. Es eignet sich perfekt für die Bewertung der Langlebigkeit von Werkstoffen oder für Hochgeschwindigkeits-Vibrationstests.

Extrem sparsam mit einer Leistungsaufnahme von nur 100 W

Die Nutzung der Resonanz erfordert nur einen minimalen Stromverbrauch.

Ultraschall-Schwingungserzeuger

20 kHz Vibration nutzt Resonanz
Die Last, die auf die Proben einwirkt, ist eine 20-kHz-Longitudinalwellenschwingung, die von einem Aktor (piezoelektrisches Element) erzeugt und durch einen Booster und ein Horn verstärkt wird. Längswellen breiten sich durch Metalle aus, da sich das Metall in Längsrichtung dehnt und staucht. Daher wird eine zyklische Spannung auf das Metall ausgeübt. Die Spannung wird aus der Verschiebung der Vorderkante der Probe berechnet, anstatt die Prüfkraft direkt mit einer Kraftmessdose zu messen.

Funktionsprinzip des Ultraschall-Ermüdungsprüfsystems

Prüfung bei Resonanzfrequenz

Standard-Layout

Zur Bewertung der Ermüdungsfestigkeit bei einem Zyklusniveau von 108 oder höher

Herkömmlicherweise wurde angenommen, dass die Ermüdungsfestigkeit von Stahl über 107 Zyklen hinaus konstant ist. Mit anderen Worten, man ging davon aus, dass bei Spannungen unterhalb der Ermüdungsgrenze von 107 Zyklen kein Ermüdungsbruch auftreten würde. Heute wissen wir jedoch, dass bei Werkstoffen, die durch Abschrecken oder Oberflächenbehandlung verfestigt wurden, innere Einschlüsse selbst bei Spannungen unterhalb der Ermüdungsgrenze von 107 Zyklen Ermüdungsbrüche zwischen 108 und 109 Zyklen verursachen können. Daher sind Ermüdungsbrüche zwischen 108 und 109 Zyklen zu einem äußerst wichtigen Thema geworden, da die Produkte nun über längere Zeiträume bei höheren Geschwindigkeiten eingesetzt werden.

Zur Analyse von Einschlüssen in Testmaterialien

Bei hochfesten Stählen und anderen Werkstoffen kann sich die Ermüdung durch Mikrodefekte und Einschlüsse im Material ausbreiten, die bekanntermaßen zu Ermüdungsbrüchen auf Gigazyklusebene führen. Daher ist die Identifizierung und Analyse von Defekten und Einschlüssen in Testmaterialien nützlich für die Entwicklung von Materialien mit hoher Ermüdungsfestigkeit. Aufgrund der extrem geringen Größe solcher Defekte und Einschlüsse ist es sehr schwierig, sie mit zerstörungsfreien Methoden zu identifizieren. Üblicherweise wurden die Werkstoffe in Scheiben geschnitten und die Schnittfläche visuell untersucht. Die Effizienz der Identifizierung und Analyse von Einschlüssen kann jedoch erheblich gesteigert werden, wenn eine Ultraschall-Ermüdungsprüfmaschine bis zum Ermüdungsbruch eingesetzt wird, wodurch sichergestellt wird, dass ein Fehler oder Einschluss an der Bruchfläche entdeckt wird.

Ermüdungsfestigkeit von SNCM439(B)-Stahl

Analyse von Einschlüssen in Testmaterialien

Bereich der Prüfspannung: Etwa 200 bis 1000 MPa nominal

Bereich der Prüfspannung: Etwa 140 bis 700 MPa Nennspannung Konzentrationsfaktor: Etwa 1,56

Anwendungen

Technische Daten: 1 kN, 5 kN, 3,5 kN

	USF-2000A

Testfrequenz	20 kHz ±500 Hz (empfohlener Prüfbereich: 20 kHz ±30 Hz) Hinweis: Die Prüffrequenz wird anhand der Resonanzfrequenz der Probe bestimmt.
Vibration an der Hornspitze	±10 bis ±50 μm
Testbelastungsbereich	Spannung bei ±10 bis ±50 μm Verschiebung der Probe Hinweis: Die Spannungswerte hängen von der Form der Probe und den Werten der physikalischen Eigenschaften ab.
Spannungsverhältnis	-1
Prüfbare Materialien	Materialien, die bei 20 kHz in Resonanz gehen können und während der Resonanz nur minimale Wärme erzeugen Beispiel: Hochfester Stahl, Duraluminium, Titanlegierung, Aluminium, usw.
Nicht prüfbare Materialien	Materialien, die nicht bei 20 kHz mitschwingen können Materialien, bei denen sich Proben nur schwer anbringen lassen Materialien, die während der Resonanz bei 20 kHz aufgrund von Reibung erhebliche Wärme erzeugen Beispiele: Harze, Keramiken, etc.
Leistungsanforderungen	3-phasig 200 V: 2 kVA (Luftkompressor) , 1-phasig 200 V: 3,5 kVA (Ultraschall-Ermüdungsprüfsystem) , 1-phasig 100V: 1 kVA (Computer, Wegaufzeichnungsgerät, Lufttrockner usw.)
Standard-Inhalte	USF-2000A Ultraschall-Ermüdungsprüfsystem, Haupteinheit (einschließlich Tisch), Ultraschall-Resonanzsystem, Steuerrechner, Steuerungs- und Messsoftware für die Ultraschallprüfung und Kühleinheit (Lufttrockner und Druckluftleitungen) Hinweis: Der Luftkompressor zur Kühlung ist nicht im Lieferumfang enthalten.
Erforderliche optionale Produkte	Luftkompressor (für Regionen mit 50 Hz oder 60 Hz Strom) 3-phasig 200 V: 2 kVA Wegmesssystem (Wirbelstrom-Wegmessgerät mit 0,5 μm Auflösung) Hinweis: Ein Hochgeschwindigkeits-Datenlogger oder ein digitales Oszilloskop wird separat zum Ablesen der vom Wegmessgerät ausgegebenen Spannungen benötigt. Kalibrator für Wegmessgeräte (CDE-25 C1 Hochleistungsmikrometer)