Materialforschung und -prüfung
Auf Messsyteme von Polytec verlassen sich weltweit Wissenschaftler an Hunderten von Universitäten und Forschungszentren für Ingenieurwesen, Materialforschung, Maschinenbau und vielen anderen Fachgebieten. Als ideales Werkzeug für Materialuntersuchungen hat sich die Laservibrometrie sowohl für Messungen der Strukturdynamik als auch zur zerstörungsfreien Erkennung und Prävention von Ermüdungserscheinungen bestens bewährt. Sehr viele Anwendungen gibt es bei der Funktions- und Langzeitüberwachung von Bauwerken sowie bei geologischen Fragestellungen.
Ermüdungsverhalten zuverlässig testen
Sichere Vorhersagen durch Simulationsmodelle brauchen verlässliche Materialparameter, speziell, wenn es um Lebensdauerberechnungen für die Betriebsfestigkeit geht. Strukturen in Fahrzeug-, Medizin- und Energietechnik werden im Laufe ihrer zu erwartenden Lebensdauer Lastwechseln von mehr als 10 Millionen Zyklen ausgesetzt – entweder aufgrund einer hochfrequenten Beanspruchung oder einer langen Einsatzzeit von bis zu 30 Jahren. Dieser Bereich wird als sogenannter Very High Cycle Fatigue (VHCF)-Bereich bezeichnet und reicht weit über den Bereich der klassischen Wöhler-Kurven hinaus. Umfassende Kenntnisse zum Ermüdungsverhalten der eingesetzten Werkstoffe sind daher für eine betriebssichere Auslegung dieser Hochleistungskomponenten im VHCF-Bereich von entscheidender Bedeutung. Um die hohen Lastwechsel von 1010 in vertretbaren Zeiträumen von weniger als einem Monat durchführen zu können, werden die Proben bei Frequenzen im kHz-Bereich in Resonanzschwingung versetzt.
Zur Verifikation des simulierten Probenmodells bietet sich die 3D-Scanning-Vibrometrie von Polytec als direkte Möglichkeit an, Eigenmoden und Eigenfrequenzen der realen Ermüdungsprobe zu messen. Weiteres Anwendungspotenzial besteht im Bereich der hochfrequenten Spannungs- und Dehnungsanalyse, da berührende Messverfahren, wie beispielsweise Dehnungsmessstreifen, nicht für diese Dauerbeanspruchung geeignet sind.
Dokumente
Praxisbeispiele:
Betriebssicherheit bei hochbeanspruchten Bauteilen von Zügen (Radreifen), Windkraftanlagen und ultraschallunterstützten Skalpellen (Medizintechnik).
Zugehörige Produkte
PSV-500-3D Scanning Vibrometer
3D Scanning Vibrometer lösen Ihre schwingungstechnischen Fragestellungen in der Forschung und Produktentwicklung zuverlässig und präzise. Die detektierten Schwingformen und Eigenmoden helfen Ihnen bei NVH, akustischen und strukturdynamischen Fragestellungen,...
Materialparameter zerstörungsfrei ermitteln
Mit Laservibrometern werden berührungslos Materialeigenschaften bestimmt. Über eine breitbandige Anregung und Bestimmung der Resonanzfrequenz kann auf die Festigkeit einer Materialprobe geschlossen werden. Zur Qualitätssicherung bei der Herstellung verschiedener Baustoffe wendet man hierfür zerstörungsfreie Verfahren an. Dies spart den Einsatz teurer Prüflinge und ist zudem gut automatisierbar.
Dokumente
Praxisbeispiel:
Für die Werkstoff-Forschung, aber auch für die Planung und Ausführung von Bauvorhaben ist die Kenntnis der zeitlichen und lokalen Änderungen der Materialeigenschaften zementgebundener Systeme von wesentlicher Bedeutung. Die Materialeigenschaften können mithilfe von Ultraschallparametern beschrieben werden. Zementgebundene Baustoffe weisen unmittelbar nach dem Anmischen eine große Dämpfung gegenüber Ultraschallwellen, verbunden mit einer niedrigen Schallgeschwindigkeit auf. In Abhängigkeit vom Verlauf der Gefügeentwicklung nehmen die Schallgeschwindigkeiten bzw. Signalamplituden dann kontinuierlich zu. Mit Laservibrometern erfolgt die berührungslose Erfassung der ultraschallinduzierten Auslenkung der Oberfläche. Darüber hinaus wird eine umfassendere Beurteilung der untersuchten Werkstoffe durch die Berechnung der elastischen Größen Elastizitätsmodul und Poissonzahl möglicht.
Zugehörige Produkte
CLV-2534 Compact Laser Vibrometer
Das flexible Schwingungsmessgerät mit integrierter Kamera in kompakter Bauform – ideal für Qualitätssicherung und Forschung. Zusätzliche Mikroskop-Optiken erweitern das Aufgabenspektrum auch auf sehr kleine Messobjekte.
PSV-500 Scanning Vibrometer
Das PSV Scanning Vibrometer misst Schwingungen berührungslos und flächenhaft. Als flexible und erweiterbare Plattform meistert es schnell und effizient selbst anspruchsvolle Schwingungsmessaufgaben. Setzen Sie anwendungsspezifisches Zubehör ein oder erweitern...
PSV-500-3D Scanning Vibrometer
3D Scanning Vibrometer lösen Ihre schwingungstechnischen Fragestellungen in der Forschung und Produktentwicklung zuverlässig und präzise. Die detektierten Schwingformen und Eigenmoden helfen Ihnen bei NVH, akustischen und strukturdynamischen Fragestellungen,...
Oberflächenwellen hochauflösend in 3D visualisieren
Bei Faserverbundwerkstoffen ist es sowohl während der Fertigung als auch im Betrieb von großer Bedeutung, Schäden wie Delamination oder Risse (Cracks) rechtzeitig zu erkennen und zu lokalisieren. Oberflächenflächenwellen, die sich auf dünnen Plattenstrukturen ausbreiten – sogenannte Lambwellen – spielen eine große Rolle bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, da sie mit verschiedenen Arten von Materialfehlern interagierten und diese damit sichtbar machen. Insbesondere bei der Wartung von modernen Flugzeugen, bei denen verstärkt Faserverbundwerkstoffe (CFK) zum Einsatz kommen, gewinnt die lambwellenbasierte Materialprüfung zunehmend an Bedeutung.
Die berührungslos arbeitenden PSV-500-3D Scanning Vibrometer visualisieren die zeitliche Ausbreitung von Lambwellen mit hoher räumlicher Auflösung. Für jeden Scanpunkt können Sie den vollständige 3D-Schwingungsvektor erfassen, so dass bei der Auswertung die typischen S- und A-Wellen aufgelöst werden, die sich vornehmlich als In-Plane und Out-of-Plane Wellen darstellen. Laservibrometer sind somit als Werkzeug zur Forschung an Lambwellen und zur industrietauglichen Verfahrensentwicklung unentbehrlich.
Dokumente
Praxisbeispiel:
Polytec Scanning Vibrometer eignen sich damit auch zum Design von bauteilintegrierten Sensornetzwerken, die zunehmend in kritischen Strukturelementen, unter anderem bei Flugzeugen eingesetzt werden, um diese kontinuierlich im Betrieb zu überwachen (Structural Health Monitoring). Dabei wird eine Vielzahl von Schwingungssensoren fest in ein Bauteil integriert, deren Verteilung wird dabei so optimiert, dass Strukturschäden am Bauteil sicher von den Sensoren erfasst wird.
Zugehörige Produkte
PSV-500-3D Scanning Vibrometer
3D Scanning Vibrometer lösen Ihre schwingungstechnischen Fragestellungen in der Forschung und Produktentwicklung zuverlässig und präzise. Die detektierten Schwingformen und Eigenmoden helfen Ihnen bei NVH, akustischen und strukturdynamischen Fragestellungen,...
