Dernière édition Attention: Le pdf pèse environ 17 - BFH-TI - Berner ...

BIBEBUVABSc in MaschinentechnikVorrichtung zur Bestimmung der BiegefestigkeitMaschinentechnik / Betreuerin: Dr. Annette KipkaDie Festigkeitseigenschaften von faserverstärkte Keramik können mit Biegeprüfung bestimmt werden.Abhängig von der Probengeometrie müssen Prüfvorrichtungen mit unterschiedlichen Auflagerabständenverwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Bachelor-Thesis soll die Universalprüfmaschine «ZwickZ100» der Berner Fachhochschule durch eine Vorrichtung zur 4-Punkt-Biegeprüfung ergänzt werden. In derProjektarbeit 2 wurden bereits verschiedene Varianten entworfen und miteinander verglichen. Der Entwurfdieser Arbeit soll ausgearbeitet, produziert und dessen Funktionsfähigkeit aufgezeigt werden.Donat Reto FetzCAD-Model der VorrichtungDer in der Projektarbeit 2 entstandeneEntwurf wurde mit Hilfe vonUGS NX 7 in ein CAD-Model umgesetzt.Besonderes Augenmerkgalt hier den Fertigungstoleranzenund Passungen, welche durch diestrengen Vorgaben der Norm ISOEN 853-3 gefordert wurden. DasNichteinhalten der Vorgaben derNorm, insbesondere bezüglichBeweglichkeit und Parallelität derAuflager, hätte ungenaue oderverfälschte Messergebnisse zurFolge. Da bei einer Biegeprüfungzum Teil grosse Kräfte auf die Konstruktionwirken, wurde diese mitder Finite-Element-Methode aufeventuell entstehende Verformungenund Spannungen hin untersuchtund verbessert. Die gewünschtehohe Genauigkeit sowiedie schwierige Geometrie der Teile,machten eine Herstellung mittelsherkömmlichen Methodenunmöglich. Die Teile wurden daherbei der Firma Ypsomed in Burgdorfmit dem Drahterodierverfahrenhergestellt. Dieses Verfahrengarantiert höchste Genauigkeitund erlaubt hohe Ansprüche andie Oberflächenrauigkeiten.Die Funktionsgenauigkeit der Vorrichtungwurde durch Messungenan mehreren Proben aus faserverstärkterKeramik überprüft. DasProbenmaterial wurde von der FirmaPritzkow Spezialkeramik inStuttgart zur Verfügung gestellt.Es handelt sich dabei um oxidkeramischeFaserverbundwerkstoffe,in denen mineralische Endlosfasernin eine Keramikmatrixeingebunden sind. Pro Materialtypwurden fünf Proben gemessenund die Ergebnisse mit statistischenMethoden ausgewertet. Eszeigte sich, dass die Vorrichtungkeinen Einfluss auf das Messergebnishaben kann, also den Vorgabenentsprechen funktioniert.Ungenauigkeiten in der Konstruktionhätten sich in Form von Abweichungenoder klaren Trendszeigen müssen. Die ermitteltenBiegefestigkeiten wurden mit Angabendes Herstellers verglichen.Hier wurden zum Teil Abweichungenvon bis zu 50% festgestellt.Diese grossen Abweichungenkönnen nicht allein mit den UnterschiedlichenMessverfahren (Hersteller:3-Punkt-Biegeverfahren)erklärt werden.Während der Messungen zeigtesich, dass der Wegeaufnehmerder Messvorrichtung keinebrauchbaren Werte für die Bestimmungder Durchbiegung liefert.Dies hat auf die Bestimmung derBiegefestigkeit keinen Einfluss, dieErmittlung des E-Moduls war dagegennicht möglich. KonstruktiveÄnderungen diesbezüglich konntenleider nicht mehr umgesetztwerden. Jedoch wurden entsprechendeVorschläge und Anregungengemacht und in die Arbeit miteinbezogen.Aufgebaute Vorrichtung196 ti.bfh.ch