17 feb. 1999
2 minuten
Het Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM) in Freiburg en het Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, beide in Freiburg, hebben gezamenlijk een nieuw rekmeetsysteem ontwikkeld, dat de voordelen van optische en mechanische technieken combineert en de proeftijden bij belastingtests drastisch verkort. Hiermee wordt het een veelzijdig gereedschap voor snel materiaaltesten.
Innovatieve materialen verbeteren de functie en verruimen het toepassingsgebied van onderdelen, machines en installaties. We zien dit bijvoorbeeld bij lichter construeren. Onderdelen op basis van nieuwe materialen moeten echter eerst worden gekwalificeerd om de belastbaarheid en veiligheid van het latere product te garanderen.
Voor de mechanische eigenschappen en de levensduur gebeurt dit onder meer met behulp van vermoeiingsproeven onder cyclische belasting. Maar voor deze meting is veel tijd nodig. De testduur is gewoonlijk een paar uur tot dagen.
Het is de wetenschappers van beide Fraunhofer-Instituten gelukt de testtijden voor contactloze, op rek geregelde vermoeiingstesten met een factor tien te verminderen.
Contactloos en zonder markering
Optische rekmetingen werken altijd contactloos en daardoor zonder slip. Daarbij wordt niet alleen de gemiddelde rek tussen twee punten bepaald, maar de metingen maken ook beeldanalyses mogelijk. Zo kan bijvoorbeeld de oorzaak bij falend materiaal achteraf worden geanalyseerd. Deze voordelen gelden al voor de thans gangbare optische systemen
Hun grote nadeel tot nu toe is echter de geringe meetsnelheid. Korte meettijden worden bij vermoeiingstesten tot op heden alleen met tactiele rekmeters bereikt. De daarvoor noodzakelijke aandrukkracht vervalst echter de resultaten wat betreft plastische vervorming, met name voor materialen voor lichte bouw of bij hoge temperaturen.
Moderne beeldverwerkingstechnologieën maken het nu mogelijk de voordelen van tactiele en optische rekmeters te combineren. Snelle camera’s met hoge resolutie kunnen microstructuren ook op gepolijste proefstukken betrouwbaar bepalen. Daardoor vervalt de kostbare preparatie van proefstukken met markeringen. Tegelijkertijd wordt de meetnauwkeurigheid verbeterd, omdat alle karakteristieken van de microstructuur worden bepaald voor de meting van de verschuiving.
Real-time evaluatie met 1000 Hz
Moderne camera’s kunnen de microstructuur van een materiaaloppervlak meer dan duizend maal per seconde opnemen. Conventionele processoren kunnen in datzelfde tijdsbestek echter maar zo’n tweehonderd rekenintensieve beeldcorrelaties evalueren. Pas door parallelle beeldanalyse op grafische kaarten kan de rek met meer dan 1000 Hz worden gemeten, zonder de slipbegrenzing van de tactiele rekmeter.
De meetnauwkeurigheid van het nieuwe rekmeetsysteem van het Fraunhofer-Institut komt overeen met klasse 0,5 volgens DIN ISO 9513. De grootte van het veeldveld kan worden aangepast aan de testopdracht, zodat de real-time evaluatie ook op rek geregelde proeven in het micro- en macrobereik mogelijk maakt.
bron: Fraunhofer-Institut
Anderen lazen ook
