Biaxial Tensile tooling op maat voor ESA ESTEC !

Aanleiding

Ruimtevaart constructies zoals zonnepanelen en raketmotorbehuizingen zijn opgebouwd uit koolstofvezel versterkte composieten(CFRP). Om zeker te stellen dat de materialen in de ruimte goed blijven functioneren, worden hierop materiaal testen (zoals trektesten) uitgevoerd. Omdat vezelversterking in CFRP-composieten lastig in alle richtingen te realiseren is, dienen bi-axiale trektesten uitgevoerd te worden.

Bi-axiale trektesten

ESA ESTEC heeft een servo-hydraulische trekbank type 8802 van Instron beschikbaar voor het uitvoeren van de materiaal testen. De trekbank kan uni-axiale trektesten uitvoeren. ESA ESTEC is op zoek naar een trektest tooling waarmee bi-axiale trektesten tot 250kN uitgevoerd kunnen worden.

ENDUTEQ heeft de uitdaging opgepakt om een compacte en innovatieve Trektest Tooling te ontwikkelen om bi-axiale testen mee uit te voeren. Met de volgende uitgangspunten:

• Maximale biaxiale trekkracht 100kN in alle richtingen, maximale slag 100mm.
• Eenvoudig verschillende materiaaldiktes testen, van 0 tot 20mm.
• Geen buigende belasting door bi-axiale trekbeweging toegestaan op specimen.
• Klemsysteem dient aandrukkracht te verdelen over gehele klem-oppervlak.
• Tooling dient eenvoudig in bestaande Instron trekbank geplaatst te kunnen worden, zonder gebruik te maken van een externe kraan oid.

Technische uitdagingen

Het composiet materiaal is sterk en stijf; waardoor het kwetsbaar is bij puntbelastingen. Vandaar dat het specimen niet met buigende krachten belast mag worden; tevens dient het klemsysteem te zorgen voor een gelijkmatige inklemming.

Op basis van een reeds eerder ontwikkelde Bi-axial trektest concept, hebben we in nauwe samenwerking met de wetenschappers van ESA ESTEC een Tool op maat ontwikkeld.

Bi-axial Tensile Tooling

De Tooling is opgebouwd uit 4 productklemmen, elk op een eigen slede geplaatst. De klemmen worden middels scharnierende levers aan elkaar verbonden aan een centraal drukpunt. Als de trekbank een last aanbrengt op het centrale drukpunt, worden alle productklemmen gelijktijdig met dezelfde kracht uit elkaar gedrukt via de levers. Hiermee wordt gelijktijdig aan 4 zijden aan het specimen getrokken. Belangrijk hierbij is wel dat de kracht op het specimen oploopt, als met dezelfde kracht de hoek van de levers verkleind. Dit wordt in de besturing van de trekbank gecorrigeerd.

Optie

In het testlab zijn geen hijsvoorzieningen aanwezig, vandaar dat we een transport / beladingskar op maat ontwikkeld hebben, waarmee het Bi-axial tensile tool eenvoudig in de trekbank geplaatst (en uitgenomen) kan worden. De kar dient tevens als opslag als het Tool niet in gebruik is. zie video hieronder:

Dergelijke slimme oplossingen kenmerken de werkwijze van ons bedrijf. Bent u ook op zoek naar slimme maatwerk-oplossingen voor uw Test- en Meetvraagstukken? Neem contact op, we helpen u graag!