TU-Wien patentiert innovatives Testverfahren für Stahlteile

Ein innovatives Testverfahren für Stahlteile haben Bauingenieure der Technischen Universität (TU) Wien entwickelt: Mit Hilfe von Dauerschwingversuchen können die Forscher beispielsweise Stahlkabel und Schrägseile von Brücken 20 Mal schneller testen als bisher. Durch die Nutzung der Eigenresonanz gelingt es erstmals das Ermüdungsverhalten von Stahlbauteilen effizienter und mit minimalem Energieeinsatz zu beurteilen.

Stahlkabel und Schrägseile müssen einer bestimmten Schwingungsamplitude zwei Mio. Mal standhalten, damit sie eine Zulassung bekommen. Erst dann können diese Teile auf den Markt gebracht und in Bauwerke eingebaut werden. Bisher wurde mit Hilfe von servo-hydraulisch gesteuerten Zylindern ein Bauteil auf Ermüdung untersucht. Die mögliche Prüffrequenz dieser Anlagen liegt für große Bauteile bei rund einem Hertz. Das heißt in einer Sekunde erfolgt ein Lastwechsel. „Der Testvorgang für die üblichen zwei Mio. Lastwechsel dauerte demnach 23 Tage“, so Bernd Köberl vom Institut für Tragkonstruktionen an der TU-Wien im pressetext-Gespräch. „Die neue Prüfvorrichtung für Dauerschwingversuche, die an der TU-Wien aufgebaut wurde, schafft diese Untersuchung 20 Mal schneller und mit viel weniger Energieeinsatz.“

„Der springende Punkt bei der neuen Anlage ist, dass der Resonanzeffekt zur Durchführung der Versuche ausgenutzt wird“, erklärt der Techniker. Die Anlage stellt sich auf die Eigenfrequenz des zu prüfenden Teils ein und versetzt es dann in Resonanz . „Die Erregerkraft, die durch einen Motor mit Exzenter eingebracht wird, vervielfacht sich, wenn die Erregerfrequenz gleich der Eigenfrequenz ist um mehr als das 1.000-fache“, führt der Techniker aus.

Die Wiener Forscher haben die Erfindung bereits in Österreich patentieren lassen. „Das internationale Patentverfahren läuft derzeit gerade“, so Köberl. Die neue Technologie ist auch für Dauerschwingversuche an druck- oder biegebeanspruchten Bauteilen anwendbar. Die bisherigen zeit- und energieaufwendigen Ermüdungsversuche dürften damit wohl bald der Vergangenheit angehören.