4-Kanal-Messwerterfassungssystem

Prüfstand zur Analyse von Schrauben und Verbindungselementen bis M48

Auftragsgegenstand ist die Modernisierung (Retrofit) einer vorhandenen elektromechanischen Universalprüfmaschine (Zug-/Druckprüfung mit zusätzlichem Torsionsantrieb), Tischmodell, Nennkraft 20 kN, Nenndrehmoment 100 Nm, Baujahr ca. 1995. Die vorhandene Materialprüfmaschine ist fest in die Labor- und Forschungsinfrastruktur des Instituts integriert und wird vor Ort modernisiert. Die bestehende mechanische Grundstruktur (Maschinenrahmen, Traverse, Prüfraum, Grundgestell) bleibt erhalten, da sie keinen nennenswerten Verschleiß aufweist. Jedoch ist die alte Steuer- und Regeltechnik der Materialprüfmaschine altersbedingt störanfällig und nicht mehr dauerhaft wartbar. Zweck der Modernisierung ist daher die vollständige Erneuerung der Mess-, Steuer- und Regeltechnik einschließlich sicherheitstechnischer Integration, normkonformer Kalibrierung und digitaler Datenerfassung. Sie umfasst u. a. den Austausch der Steuer-, Regel- und Messtechnik (testControl II, testXpert III), den Umbau des Torsionsantriebs, die Integration moderner Sensorik (Kraft-, Drehmoment- und Dehnungsmessung) sowie die Inbetriebnahme und Kalibrierung der Gesamtanlage. Der Zweck der Beschaffung besteht darin, eine belastbare experimentelle Datengrundlage für wissenschaftliche Untersuchungen und Forschungsprojekte zu schaffen. Insbesondere im Rahmen des Forschungsprojekts "RISK.twin" werden die gewonnenen Messdaten benötigt, um mechanische Zusammenhänge von Schraubenverbindungen zu analysieren, physikalische Modelle zu kalibrieren und numerische Simulationen sowie datenbasierte Prognosemodelle zu validieren. Die Ergebnisse tragen zur Weiterentwicklung digitaler Zwillinge kritischer Infrastrukturen und zur Verbesserung der Zustandsüberwachung und Risikobewertung technischer Systeme bei. Der Auftragsumfang umfasst die Lieferung eines vollständigen Prüfsystems einschließlich der mechanischen Prüfeinheit, der Mess- und Steuertechnik sowie der zugehörigen Prüfsoftware. Der Prüfstand muss für Schraubenverbindungen unterschiedlicher Größen ausgelegt sein und sowohl große Verbindungselemente bis M48 als auch kleinere Schrauben mit höheren Drehzahlen prüfen können. Das System muss eine modulare Erweiterbarkeit für zusätzliche Messkanäle, beispielsweise zur Erfassung weiterer physikalischer Größen wie Längen- oder Temperaturänderungen, ermöglichen. Die Prüfsoftware muss die Durchführung strukturierter Prüfabläufe, die Auswertung der Messdaten sowie eine nachträgliche Anpassung von Prüfparametern erlauben und eine Integration in die bestehende Laborinfrastruktur gewährleisten. Mit der Beschaffung werden mehrere Ziele verfolgt. Zum einen soll die experimentelle Untersuchung von Schraubenverbindungen unter realitätsnahen Belastungsbedingungen ermöglicht werden. Zum anderen sollen hochauflösende Messdaten generiert werden, die für die wissenschaftliche Modellbildung, Simulation und Validierung im Rahmen aktueller Forschungsprojekte erforderlich sind. Darüber hinaus soll der Prüfstand eine langfristig nutzbare Infrastruktur für Forschung, Entwicklung und anwendungsorientierte Prüfungen im Bereich der Verbindungstechnik bereitstellen.