Enduteq ontwikkelt trekbank voor bi-axile tests ESA Estec

Enduteq heeft een compacte Trektest Tooling ontwikkeld om bi-axiale testen mee uit te voeren voor ESA Estec. De ruimtevaartorganisatie 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 was op zoek naar een trektest tooling waarmee bi-axiale trektesten tot 250kN uitgevoerd kunnen worden.

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

De uitgangspunten voor de trektest waren een maximale biaxiale trekkracht 100kN in alle richtingen met een maximale slag van 100mm. Daarnaast moest het eenvoudig verschillende materiaaldiktes testen, van 0 tot 20mm. Er is geen buigende belasting door bi-axiale trekbeweging toegestaan op specimen. Het klemsysteem moet aandrukkracht verdelen over gehele klem-oppervlak. Tot slot moet de tooling eenvoudig in bestaande Instron trekbank geplaatst kunnen worden, zonder gebruik te maken van bijvoorbeeld een externe kraan.

Uitdagingen

Het composietmateriaal is sterk en stijf, waardoor het kwetsbaar is bij puntbelastingen. Vandaar dat het specimen niet met buigende krachten belast mag worden. Ook moet het klemsysteem zorgen voor een gelijkmatige inklemming. De Tooling is opgebouwd uit vier productklemmen, elk op een eigen slede geplaatst. De klemmen worden via 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 vier 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.

In het testlab zijn geen hijsvoorzieningen aanwezig, vandaar dat er een transport/beladingskar op maat ontwikkeld is, 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.