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.

Messung von Spannung, Dehnung und Eigenform

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. Diese Methode kommt auch bei der Betriebssicherheit von hochbeanspruchten Bauteilen von Zügen (Radreifen) zum Einsatz oder beim Prüfen von Windkraftanlagen und ultraschallunterstützten Skalpellen für die Medizintechnik.

Ihr PolyXpert für Vibrometrie