Die vergessene Damage Boundary Methode. Die D-Bound-Kurve misst den Grad der Zerbrechlichkeit eines Produkts. Zur Bestimmung der D-Bound-Kurve wird eine programmierbare Stoßprüfmaschine verwendet. Für diese Bestimmung werden zwei Arten von Stoßimpulsen verwendet: ein Halbsinus- und ein Rechteckstoßimpuls. Die Dauer und Beschleunigung des Rechteckimpulses ist einstellbar.
Die gemessene kritische Beschleunigung (Ac) und kritische Geschwindigkeitsänderung (ΔVc) bestimmen die D-Bound-Kurve. Das Produkt wird pro Achse (+/-) geprüft. Abhängig von den Symmetrieebenen ist zur Bestimmung der kritischen Geschwindigkeitsänderung eine 2x3 Testreihe und für die kritische Beschleunigung eine 2x3 Testreihe erforderlich. Die maximale Anzahl der Testreihen beträgt 12, wobei 4-5 Stöße pro Richtung erforderlich sind, um den ersten Punkt der Beschädigung zu bestimmen. Oberhalb der kritischen Geschwindigkeitsänderung und der kritischen Beschleunigung liegt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Produkt beschädigt wird, bei nahezu 100 %. Nach unseren Kenntnissen und Erfahrungen ist nur ein Prototyp erforderlich, um einen vollständigen D-Bound-Test durchzuführen. Allerdings muss der Test kurz vor dem Eintreten des erwarteten Schadens abgebrochen werden, so dass die Ergebnisse der D-Bound-Kurve möglicherweise etwas konservativ ausfallen. Dennoch wird auf diese Weise die Anzahl der (meist teuren) Prototypen auf ein Minimum reduziert. Die Spanne zwischen der tatsächlichen Prüfung und dem Ergebnis der D-Bound-Kurve kann beträchtlich werden, wenn die Einzelproduktmethode auf spröde Produkte oder Bauteile angewendet wird.
Die kritische Geschwindigkeitsänderung wird mit einem Halbsinus-Stoßimpuls bestimmt. Dieser Stoßimpuls hat eine feste Dauer (1-1,5 ms) und einen breiten Bereich von Beschleunigungswerten (1000-6000m/s²). Die Fallhöhe des Stoßtisches wird schrittweise erhöht, bis der erste Punkt einer (inakzeptablen) Beschädigung des Produkts erreicht ist.
Die kritische Beschleunigung wird mit Hilfe eines Rechteckstoßimpulses (20-1000m/s² - 5-60ms) bestimmt. Eine Rechteckwelle ist durch 19 Frequenzen definiert, die alle in einem Produkt vorhandenen Frequenzen anregen. Ein halbsinusförmiger Stoßimpuls erregt in der Regel nur eine Frequenz. Bei einer konstanten Fallhöhe nimmt die Beschleunigung mit abnehmender Dauer allmählich zu. Durch die abnehmende Dauer wird sichergestellt, dass alle möglichen Frequenzen des Produkts irgendwann angeregt werden.
Einige der Anwendungen sind:
- Verringerung oder Bestimmung der erforderlichen Mindestmenge an Polstermaterial in Verpackungen.
- Überprüfung der Stoßfestigkeit von Geräten und Produkten für die Verteidigungs- und Zivilindustrie (Transport, Erdbeben, Zuverlässigkeit).
- Optimierung von Produkten oder Bauteilverbindungen, z. B. (Klebstoffe, Bolzen, Popnieten).
- Vergleich ähnlicher Produkte oder Überprüfung von Produktänderungen.
- Schutz vor übermäßigen Sicherheitsmaßnahmen in der Konstruktion (Overkill).
- Reduzierung der Anzahl der Prüfungen, z. B. Verzicht auf lang andauernde Stoßprüfungen (es sei denn, sie sind für eine zyklenarme Ermüdung vorgesehen).
Die Sebert-Philosophie besagt, dass bei gleichen Produktkosten eine höhere Stoßfestigkeit zu weniger Gewicht, besserer Qualität und niedrigeren Produktions- und Servicekosten führt.
Ein gutes Stoßdesign wird erreicht, wenn die Materialeigenschaften in Bezug auf Festigkeit und Steifigkeit optimiert und überflüssiges Material auf ein Minimum reduziert wird. Überschüssiges Material führt zu höheren Belastungen der Verbindungen, da jedes Kilo/Gramm Masse mit 50 - 500 m/s² oder mehr multipliziert werden muss.
Höhere Belastungen erfordern stärkere und/oder mehr Schrauben und Kleber; Biegemomente nehmen zu und erzeugen Spannungen bei gleicher Materialstärke oder Abmessung.
Die Schäden betreffen in der Regel die Verbindungen; die falsche Belastung von (spröden) Materialien, Spannungskonzentrationen, möglicherweise in Kombination mit Biegemomenten. Die meisten Schäden sind jedoch unnötig und können leicht vermieden werden, auch ohne komplexe Analysen.
Wenn man mehr Zeit und Mühe in die Entwurfs- und Konstruktionsphase investiert, lassen sich 80 bis 90 % dieser Art von Schäden vermeiden. Die vollständige Integration von Transport- oder Schockanforderungen in der Entwurfsphase bietet einen Zuverlässigkeitsfaktor von nahezu 100 % zur Schadensvermeidung.
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