Die vergessene Damage Boundary Methode

Neue Erkenntnisse in der Stoßprüfung: Mit der D-Bound-Kurve lässt sich die Zerbrechlichkeit von Produkten präziser bestimmen – bei gleichzeitig deutlich geringerem Prototypenaufwand.

Einordnung und Zielsetzung

Die Damage Boundary Methode – kurz D-Bound – dient zur Bestimmung der Zerbrechlichkeit von Produkten. Grundlage ist die D-Bound-Kurve, die aus der kritischen Beschleunigung (Ac) und der kritischen Geschwindigkeitsänderung (ΔVc) abgeleitet wird.

Prüfverfahren

Zur Ermittlung der D-Bound-Kurve wird eine programmierbare Stoßprüfmaschine eingesetzt. Hierbei kommen zwei Arten von Stoßimpulsen zum Einsatz:

• Halbsinus-Stoßimpuls
• Rechteck-Stoßimpuls (Dauer und Beschleunigung variabel)

Das Produkt wird auf allen Achsen (+/-) geprüft. Abhängig von den Symmetrieebenen sind bis zu zwölf Testreihen erforderlich, mit jeweils vier bis fünf Stößen pro Richtung, um den ersten Beschädigungspunkt zu bestimmen. Oberhalb der kritischen Werte liegt die Schadenswahrscheinlichkeit bei nahezu 100 %.

Effizienz des Verfahrens

Nach bisherigen Erkenntnissen genügt ein einziger Prototyp für einen vollständigen D-Bound-Test. Der Test wird kurz vor dem erwarteten Schadenseintritt abgebrochen, wodurch die Ergebnisse konservativ ausfallen können. Dennoch reduziert sich so die Anzahl kostspieliger Prototypen erheblich. Bei spröden Produkten oder Bauteilen kann die Differenz zwischen Prüfergebnis und tatsächlichem Verhalten allerdings größer sein.

Charakteristik der Stoßimpulse

• Halbsinus-Stoßimpuls: Feste Dauer (1–1,5 ms) bei Beschleunigungswerten zwischen 1000 und 6000 m/s². Die Fallhöhe wird schrittweise erhöht, bis eine unzulässige Beschädigung auftritt.
• Rechteck-Stoßimpuls: Beschleunigung 20–1000 m/s², Dauer 5–60 ms. Definiert durch 19 Frequenzen, wodurch alle im Produkt vorhandenen Frequenzen angeregt werden. Bei abnehmender Impulsdauer steigt die Beschleunigung kontinuierlich, sodass sämtliche potenziellen Eigenfrequenzen erfasst werden.

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