Nichtrostende Stähle sind eine bedeutende Werkstoffklasse für eine Vielzahl von Anwendungen in unterschiedlichen Industriezweigen. Trotz ihrer hohen Beständigkeit gegenüber gleichmäßiger Flächenkorrosion führen Korrosionserscheinungen bei nichtrostenden Stählen zu hohen personellen und wirtschaftlichen Schäden. Um Korrosion rechtzeitig zu detektieren, bedarf es geeigneter zerstörungsfreier Prüfmöglichkeiten. Aufgrund der vergleichsweise hohen Wärmeausdehnung nichtrostender Stähle bietet sich der Einsatz der Shearografie an.
Für die Erzeugung der notwendigen Oberflächendeformation wird die Induktionserwärmung gewählt. Durch die induzierten Wirbelströme lässt sich innerhalb von Sekunden eine ausreichende Wärmeausdehnung erzeugen und die fehlerbedingte Deformationsänderung auswerten. Mit der vorliegenden Arbeit werden systematisch Grundlagen zur induktionsangeregten Shearografieprüfung von nichtrostenden Stählen geschaffen. Bei der Messdatenauswertung liegt der Fokus auf der schwellwertbasierten Fehlerbewertung über das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR).
Die Ermittlung der Detektionsgrenzen der induktionsangeregten Shearografie erfolgt an relevanten Werkstoffen der nichtrostenden Stähle. Dazu werden Prüfkörper mit simulierten inneren Unregelmäßigkeiten untersucht. Die Messdaten zeigen die Abhängigkeit des SNR von der Fehlergröße, der -tiefe und der -geometrie sowie die Genauigkeit der Fehlergrößenbestimmung. Die ermittelten Detektionsgrenzen werden anhand realer Lochkorrosionen validiert. Die Arbeit zeigt, dass die induktionsangeregte Shearografie ermöglicht, relevante Fehler in nichtrostenden Stählen sicher zu detektieren und damit als Verfahren zur Prüfung dieser Werkstoffe geeignet ist.
Aktualisiert: 2022-01-24
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Die Shearografie ermöglicht die berührungslose und zerstörungsfreie Prüfung von Bauteilen und eignet sich v. a. für die Untersuchung dünner, faserverstärkter Kunststoffe oder Sandwichkonstruktionen, wie sie zunehmend in der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobilbau Anwendung finden.
Die industrielle Akzeptanz der Shearografie ist derzeit v. a. aufgrund der hohen Anforderungen an das Prüfpersonal, die vor Prüfbeginn das Messsystem genau auf die vorliegende Messaufgabe einstellen müssen, nur bei häufig wiederkehrenden, identischen Prüfabläufen gegeben. Ebenso setzt die Aufbereitung der Messdaten und die abschließende Ergebnisinterpretation Fachwissen voraus, sodass eine Anwendung oftmals nur durch ausgebildetes Fachpersonal möglich ist. Dieses Buch präsentiert Ergebnisse eines Forschungsprojektes, das sich mit der Weiterentwicklung der Shearografie-Automatisierung beschäftigte um die shearografischen Prüftechnik bisher ungenutzten Einsatzfeldern zugänglich zu machen.
Im Zuge dessen wurden sowohl die Einstellung des Messsystems auf die Prüfaufgabe als auch die Detektion der Fehler mittels künstlichen neuronalen Netzwerken behandelt sowie konkrete Handlungsempfehlungen für Endanwender zusammengestellt.
Aktualisiert: 2020-11-12
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Dieses Buch zeigt Ihnen die enorme Bandbreite von Einsatzmöglichkeiten optischer Messtechnik in der Industrie. In jeder Phase des Produktentstehungsprozesses hilft die optische Messtechnik, schneller, kostengünstiger und sicherer zum gewünschten Ergebnis zu kommen. Für jede Aufgabe gibt es das passende optische Messverfahren, oft als bessere Alternative zu nichtoptischen Verfahren. In diesem Buch erhalten Sie eine Übersicht der wichtigsten Verfahren, kombiniert mit verschiedensten realen Anwendungsbeispielen aus dem Portfolio von mehr als 40 Firmen der Photonik-Industrie, das sind u.a.:
- 3D-Formerfassung zur Bauteilvermessung und -optimierung, zur Digitalisierung, Inspektion und Qualitätsprüfung
- Temperaturerfassung zur Detektion von Leckagen und zur Überwachung von Fertigungsprozessen
- Schwingungs- und Bewegungsanalyse zur Kontrolle von Vibrationen
- Oberflächenanalyse zur Rauheitsmessung
- Schadensdetektion zur Vorbeugung von Bauteilversagen, z. B. in der KFZ-, Energie-, Luft- und Raumfahrttechnik sowie im allgemeinen Maschinenbau
- Verformungsmessung zur Bewertung von Belastungssituationen während des Betriebs
Darüber hinaus liefern die Autoren das notwendige Basiswissen zur Normung, zum Arbeitsschutz sowie zu physikalischen Prinzipien und optischen Komponenten der Messgeräte.
Aktualisiert: 2022-10-11
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„Lock-In Shearografie zur Fehlerdetektion in Faserverbundkunststoffen“ befasst sich mit der Detektion von Fehlstellen in Bauteilen aus Faserverbundkunststoffen mittels der zerstörungsfreien und kontaktlosen Prüfmethode der Shearografie. Der Fokus liegt dabei insbesondere auf der Signalverarbeitung sowie der Entwicklung und Anwendung in der Shearografie bisher nicht verwendeter Anregungsmethoden.
Aktualisiert: 2020-01-28
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Dieses Buch zeigt Ihnen die enorme Bandbreite von Einsatzmöglichkeiten optischer Messtechnik in der Industrie. In jeder Phase des Produktentstehungsprozesses hilft die optische Messtechnik, schneller, kostengünstiger und sicherer zum gewünschten Ergebnis zu kommen. Für jede Aufgabe gibt es das passende optische Messverfahren, oft als bessere Alternative zu nichtoptischen Verfahren. In diesem Buch erhalten Sie eine Übersicht der wichtigsten Verfahren, kombiniert mit verschiedensten realen Anwendungsbeispielen aus dem Portfolio von mehr als 40 Firmen der Photonik-Industrie, das sind u.a.:- 3D-Formerfassung zur Bauteilvermessung und -optimierung, zur Digitalisierung, Inspektion und Qualitätsprüfung- Temperaturerfassung zur Detektion von Leckagen und zur Überwachung von Fertigungsprozessen- Schwingungs- und Bewegungsanalyse zur Kontrolle von Vibrationen- Oberflächenanalyse zur Rauheitsmessung- Schadensdetektion zur Vorbeugung von Bauteilversagen, z. B. in der KFZ-, Energie-, Luft- und Raumfahrttechnik sowie im allgemeinen Maschinenbau- Verformungsmessung zur Bewertung von Belastungssituationen während des BetriebsDarüber hinaus liefern die Autoren das notwendige Basiswissen zur Normung, zum Arbeitsschutz sowie zu physikalischen Prinzipien und optischen Komponenten der Messgeräte.
Aktualisiert: 2023-04-13
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Hauptgegenstand dieser Arbeit ist die Weiterentwicklung der interferometrischen Verfahren ESPSI (Shearografie) und ESPI (Holografie) für den Einsatz in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Außerdem ist die noch existierende Einsatzgrenze der Speckle-Messverfahren in der experimentellen Modalanalyse erweitert worden. Es sind neben der weiterentwickelten, räumlichen Phasenschiebung, die anhand von lediglich 2 Aufnahmen die relative Phase ermittelt, zwei neuartige Messgeräte zur Untersuchung von Mikrostrukturen (Mikroferoskop) und für Messungen an schwer zugänglichen Stellen (Interferoskop) optimiert und erprobt worden. Zur Detektion von Fehlstellen kommen nicht nur bereits etablierte Anregungs-Verfahren zum Einsatz, sondern die noch wenig bis gar nicht erforschten Methoden. Dazu zählen die Fehlstellendetektion mittels elastischer Wellen (Lamb-Wellen), oder laserangeregte Untersuchungen von Mikroproben. Die Lamb-Wellen interagieren bei der Ausbreitung
mit der Fehlstelle und verraten somit die Position und die Form eines Defektes. Die Visualisierung der Lamb-Wellen erfolgt mittels der Shearografie jedoch mit räumlicher Phasenschiebung. Zur Bestimmung von Eigenschwingungen kommt ein neues Verfahren zum Einsatz, welches eine Kombination aus impulsangeregter Modalanalyse mit Hilfe von Beschleunigungssensoren und der Speckle-Messtechnik darstellt. Der Vorteil besteht in der schnelleren Detektion und der effizienten Visualisierung von Resonanz- Schwingungen.
Aktualisiert: 2020-12-08
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