TY - THES

T1 - Charakterisierung des Bauteilverhaltens von Hydraulikschläuchen unter hochfrequenter Belastung

AU - Aglassinger, Stephan

N1 - gesperrt bis 01-06-2017

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - In der Hydraulik werden Kräfte und Signale durch unter Druck stehende Fluide übertragen. Auf Grund der sich aus den Anwendungsbedingungen ergebenden Anforderungen haben sich in der Industrie Elastomerschläuche, die zusätzlich mit Stahldrähten verstärkt sind, etabliert. Durch die Druckbelastung der Schläuche kann es in Folge komplexer Spannungszustände zu unterschiedlichen Schädigungsmechanismen kommen. Basierend auf Vorversuchen der Firma Semperit Technische Produkte GmbH wurde eine Hypothese zum Schädigungsmechanismus erstellt, welcher Radialrisse durch hochfrequente Belastungen verursacht. Ziel dieser Arbeit war es, diese Hypothese durch Versuche am Bauteil zu überprüfen und die Auswirkungen unterschiedlicher Bedingungen und Belastungen auf den Hydraulikschlauch zu charakterisieren. Durch monotone (Zugversuche) sowie dynamische Versuche am Bauteil wurde der Einfluss unterschiedlicher Temperaturen und Geschwindigkeiten analysiert. Zur Abbildung der auftretenden hochfrequenten Belastungen bedient man sich des Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzips, wodurch eine hochfrequente Belastung durch tiefe Temperaturen oder höhere Geschwindigkeiten nachgestellt werden kann. Um einen weiteren essentiellen Faktor des dynamischen Bauteilverhaltens, die Glasübergangstemperatur, zu bestimmen wurden dynamisch mechanische Analysen am Bauteil sowie an der Schlauchseele durchgeführt. Darauf aufbauend wurde das Langzeitverhalten des Bauteils sowie die Schädigungsmechanismen des Gummi-Draht Verbundes anhand von dynamischen Langzeitversuchen erfasst. Durch drei verschiedene Methoden (dynamisch mechanische Analysen an der Schlauchseele unter Zug und Druck sowie am Bauteil unter Zug) wurde eine Glasübergangstemperatur von -40 °C bestimmt. Durch die Variation der Temperatur in diesem Bereich sowie die Verwendung unterschiedlicher Prüfgeschwindigkeiten wurde letztlich das Ziel, Radialrisse am Bauteil zu erzeugen, erreicht. Weiters konnte die Hypothese, dass die Schädigung durch ein glasartiges Erstarren der Seele auftritt, bestätigt werden.

AB - In der Hydraulik werden Kräfte und Signale durch unter Druck stehende Fluide übertragen. Auf Grund der sich aus den Anwendungsbedingungen ergebenden Anforderungen haben sich in der Industrie Elastomerschläuche, die zusätzlich mit Stahldrähten verstärkt sind, etabliert. Durch die Druckbelastung der Schläuche kann es in Folge komplexer Spannungszustände zu unterschiedlichen Schädigungsmechanismen kommen. Basierend auf Vorversuchen der Firma Semperit Technische Produkte GmbH wurde eine Hypothese zum Schädigungsmechanismus erstellt, welcher Radialrisse durch hochfrequente Belastungen verursacht. Ziel dieser Arbeit war es, diese Hypothese durch Versuche am Bauteil zu überprüfen und die Auswirkungen unterschiedlicher Bedingungen und Belastungen auf den Hydraulikschlauch zu charakterisieren. Durch monotone (Zugversuche) sowie dynamische Versuche am Bauteil wurde der Einfluss unterschiedlicher Temperaturen und Geschwindigkeiten analysiert. Zur Abbildung der auftretenden hochfrequenten Belastungen bedient man sich des Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzips, wodurch eine hochfrequente Belastung durch tiefe Temperaturen oder höhere Geschwindigkeiten nachgestellt werden kann. Um einen weiteren essentiellen Faktor des dynamischen Bauteilverhaltens, die Glasübergangstemperatur, zu bestimmen wurden dynamisch mechanische Analysen am Bauteil sowie an der Schlauchseele durchgeführt. Darauf aufbauend wurde das Langzeitverhalten des Bauteils sowie die Schädigungsmechanismen des Gummi-Draht Verbundes anhand von dynamischen Langzeitversuchen erfasst. Durch drei verschiedene Methoden (dynamisch mechanische Analysen an der Schlauchseele unter Zug und Druck sowie am Bauteil unter Zug) wurde eine Glasübergangstemperatur von -40 °C bestimmt. Durch die Variation der Temperatur in diesem Bereich sowie die Verwendung unterschiedlicher Prüfgeschwindigkeiten wurde letztlich das Ziel, Radialrisse am Bauteil zu erzeugen, erreicht. Weiters konnte die Hypothese, dass die Schädigung durch ein glasartiges Erstarren der Seele auftritt, bestätigt werden.

KW - hydraulic hoses

KW - high frequency loading

KW - component behavior

KW - rubber hoses

KW - cracks

KW - long term dynamical load

KW - tensile test

KW - dynamic mechanical analysis

KW - time-temperature-shift principal

KW - Hydraulikschläuche

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KW - Bauteilverhalten

KW - Elastomerschläuche

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KW - Zugversuche

KW - Dynamisch Mechanische Analyse

KW - Zeit-Temperatur-Verschiebung

M3 - Masterarbeit

ER -