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.
Fatigue testing of high-voltage terminal blocks
Using laser Doppler vibrometry, we carry out non-contact testing of AC connection terminals in high-voltage electric motors during resonance dwell tests, and monitor natural frequencies and frequency decay as indicators of damage.
Particularly in the case of fatigue-prone laminations, natural frequency measurement using LDV is the only reliable method, as the additional mass of conventional sensors would distort the results.
This enables non-destructive assessment of crack formation, failure risk and service life, and allows material and geometric optimisations to be derived for reliable high-voltage drives.
Laser-basierte Erfassung von Brückenschwingung und Ermüdungszustand an Tragwerken
Laservibrometer finden Einsatz zur berührungsfreien Prüfung des Ermüdungszustandes an Tragwerken, Bausubstanz und Brücken. Indem die Brückenschwingung präzise unter Last erfasst und ausgewertet wird, stehen Datengrundlagen zur Verfügung um Handlungsempfehlungen abzuleiten hinsichtlich der Sanierung, für Verbesserungen des Brückendröhnens in Form von Dämpfung zur Geräuschreduzierung und zur allgemeinen Qualitätsverbesserung an Eisenbahnbrücken und -tunneln.
Ermüdungsprüfung von Hochvolt-Anschlussklemmen
Mit Laser-Doppler-Vibrometrie prüfen wir AC-Anschlussklemmen im Hochvolt-E-Motor berührungslos im Resonanzverweiltest und überwachen Eigenfrequenzen sowie Frequenzabfall als Schadensindikator.
Gerade bei ermüdungsempfindlichen Lamellen ist die Eigenfrequenzmessung mit LDV die einzige zuverlässige Methode, da zusätzliche Masse klassischer Sensoren die Ergebnisse verfälschen würde.
So lassen sich Rissbildung, Versagensrisiko und Lebensdauer zerstörungsfrei bewerten und Material- und Geometrieoptimierungen für zuverlässige HV-Antriebe ableiten.
Schadenseintritt präzise erfassen
MAHLE International GmbH
Vibration - Laboratory Testing - R&D Services - Corporate Research (CRREL2)
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