Dehnungsmessung

Hersteller HBM, Kyowa
Modell verschiedene
Funktionsprinzip:

Der Dehnungsmessstreifen (DMS) ist eine weit verbreitete Messtechnik mit einem großen und vielfältigen Einsatzbereich, um Dehnungen zu detektieren. DMS haben eine sehr hohe Genauigkeit und können auch kleinste Dehnungen messen. Die Grundlage des DMS basiert auf dem „Thomson-Effekt“, der die proportionale Änderung des elektrischen Widerstands zur Dehnung beschreibt. Der DMS ist durch ein Messgitter (z.B. Konstantanfolie), das zwischen dem Messgitterträger und der Deckschicht (beides z.B. Polyamid) liegt, aufgebaut. Durch einen speziell dafür entwickelten Kleber wird der DMS auf dem jeweiligen Werkstoff appliziert. Bei der Applizierung ist auf äußerste Sauberkeit zu achten, um eine hohe Genauigkeit bei der Messung zu erreichen.

Haupteinsatzbereiche:
  • Hochgenaue Messung der Formänderung (Dehnung)
  • Bestimmung des initialen Elastizitätsmoduls
  • Messung von Eigenspannungen (siehe Bohrlochgerät)
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Hersteller GOM GmbH (ein ZEISS Unternehmen)
Modell Argus v6 3.0
Funktionsprinzip:

Am utg wird das photogrammetrische System Argus der Fa. GOM eingesetzt. Bei diesem Verfahren können aus dem Umformprozess resultierende Dehnungsverteilungen objektiv über große Bauteilbereiche flächig bestimmt und in Falschfarbendarstellungen visualisiert werden. Über eine integrierte Bildauswertung können Bilder eines markierten Bauteils, die mit einer CCD-Kamera aufgenommen werden, verarbeitet und die Formänderungen mit einer Genauigkeit von etwa +- 0,5% (technische Dehnung) bestimmt werden.

Datenaufnahme Interface für die Nutzung verschiedener Kameratypen
Berechnung der Formänderung Automatische Berechnung der 3D-Oberflächenkoordinaten
Auswertung Import von Grenzformänderungsdiagrammen und Visulisierung der Messergebnisse
Haupteinsatzbereiche:
  • Ermittlung von Dehnungsverteilungen von vorgedehnten Proben zur Erstellung bilinearer Dehnpfade
  • Bewertung von Dehnungen bei umformtechnischen Untersuchungen
  • Berechnung von Ausdünnungen und Oberflächendefekten
  • FEM-Vergleich

Hersteller GOM GmbH (ein Unternehmen der ZEISS Gruppe)
Modell Aramis SRX (adjustable)
Funktionsprinzip:

Das GOM Aramis SRX gehört zu den „Digital Image Correlation“ (DIC) Messsystemen. Während der Verformung werden Bilder des Bauteils mit zwei Kameras aufgezeichnet. Dadurch können 3D-Verschiebungen und Dehnungen auf beliebigen Objektgeometrien gemessen werden. Zur Messung wird auf die Probe ein zufälliges Punktemuster aufgebracht. Die Algorithmen zur Bildkorrelation arbeiten ähnlich wie Mustererkennungsverfahren und identifizieren das im Bild verschobene und verformte Muster in den aufgezeichneten Kamerabildern. Aus den gemessenen Pixelkoordinaten des Musters werden Verschiebungen und Dehnungen in der Bauteiloberfläche flächenhaft und mit hoher Präzision berechnet.

Technische Daten:
Kameraauflösung 4096 x 3068 Pixel
Bildrate

max. 75 Hz bei voller Auflösung

max. 490 Hz bei geringer Auflösung (HD)

Messbereich 30 x 22 mm2 … 245 x 185 mm2
Beleuchtung Lichtprojektor mit Blue Light Technology
Verwendung Flexibel auf Stativ einsetzbar
Haupteinsatzbereiche:
  • Kennwertermittlung im Bereich der Materialcharakterisierung
  • Ermittlung der Kantenrissempfindlichkeit
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Hersteller GOM GmbH (ein Unternehmen der ZEISS Gruppe)
Modell Aramis 4M
Funktionsprinzip:

Das GOM Aramis 4M gehört zu den „Digital Image Correlation“ (DIC) Messsystemen. Während der Verformung werden Bilder des Bauteils mit zwei Kameras aufgezeichnet. Dadurch können 3D-Verschiebungen und Dehnungen auf beliebigen Objektgeometrien gemessen werden. Zur Messung wird auf die Probe ein stochastisches Punktemuster aufgebracht. Die Algorithmen zur Bildkorrelation arbeiten ähnlich wie Mustererkennungsverfahren und identifizieren das im Bild verschobene und verformte Muster in den aufgezeichneten Kamerabildern. Aus den gemessenen Pixelkoordinaten des Musters werden Verschiebungen und Dehnungen in der Bauteiloberfläche flächenhaft und mit hoher Präzision berechnet.

Technische Daten:
Kameraauflösung 2400 x 1728 Pixel
Bildrate

max. 168 Hz bei voller Auflösung

Messbereich 25 x 18 mm2 … 420 x 300 mm2
Beleuchtung 2 LED Leuchten
Dehnungsgenauigkeit Bis zu 0,01 %
Haupteinsatzbereiche:
  • Kennwertermittlung im Bereich der Materialcharakterisierung
  • Fest installiert an der Blechumform-Prüfmaschine
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Hersteller ZwickRoell GmbH & Co. KG
Modell LaserXtens Array 7-220 HP
Funktionsprinzip:

Der LaserXtens ist ein berührungsloses Extensometer, das ganz ohne Messmarken Prüfungen mit höchster Präzision durchführt. Er benötigt keine Probenmarkierung. Die Probe wird mit Laserlicht beleuchtet und die zurückgeworfenen Laser-Strahlen generieren in der Kamera ein Speckle-Muster. Dieses Verfahren ist hochgenau, und bietet vielfältige Auswertungsmöglichkeiten. Da keine Probenmarkierung erforderlich ist, wird viel Zeit eingespart. 

Technische Daten:
Aufbau

7 hochauflösende Digitalkameras
5 Laserlichtquellen rot

Genauigkeitsklasse 0,5 gmäß EN ISO 9513
Gesichtsfeld 220 mm x 28 mm
Auflösung 0,07 μm
Messweg mit Speckle Tracking 210 mm abzüglich der Anfangsmesslänge
Anfangsmesslängen 3 ... 200 mm
Max. Verfolgungsgeschwindigkeit an der Probe 500 mm/min
Messfrequenz 70 Hz (bei Standard-Einstellung)
Anbindung fest installiert an ZwickRoell AllRound Line Z150
Schnittstelle ZwickRoell TestControl
Auswertung ZwickRoell TestXpert
Haupteinsatzbereiche:
  • Ermittlung von Kennwerten im Bereich der Materialcharakterisierung
  • Dehnungsmessung in Zug- und Druckversuchen
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Hersteller ZwickRoell GmbH & Co. KG
Modell

Länge: Wegaufnehmer 066550; Breite: Wegaufnehmer 066792

Funktionsprinzip:

Diese Aufnehmer werden zur direkten Längen- und Breitenänderungsmessung bei Zugversuchen eingesetzt. Sie verfügen über einen großen Messbereich, der entsprechend der zu prüfenden Probe stufenlos eingestellt werden kann. Ansetzaufnehmer sowie Längenänderungsaufnehmer mit Messfühlern stehen im direkten, mechanischen Kontakt mit der Probe durch quer zur Messlänge ausgerichtete Messschneiden.

Technische Daten:
Messbreich

0,02 ... 50 mm (Längenänderung)
0,02 ... 5 mm (Breitenänderung)

Auflösung 0,1 µm (Längen- und Breitenänderung)
Haupteinsatzbereich:
  • Ermittlung der mechanischen Kennwerte im uniaxialen Zugversuch
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Hersteller MIOPAS
Modell SPK-155
Funktionsprinzip:

Faser Bragg Gitter (FBG) sind optische Dehnungssensoren im Kern einer konventionellen Single mode-Glasfaser. Eine periodische Modulation des Brechungsindex macht die Faser dehnungssensitiv entlang ihrer Längsachse. Der Interrogator SPK-155 bringt ein breitbandiges Lichtspektrum im infraroten Bereich auf das FBG auf und vermisst das reflektierte Licht, das sich innerhalb des FBG durch positive Interferenz zu einem Peak aufsummiert. Die Lage des Peaks gibt dabei Aufschluss über den Dehnungszustand des Sensors. Durch die Hitzebeständigkeit der Glasfaser bis ca. 800°C und der Widerstandsfähigkeit gegenüber der korrosiven Wirkung von flüssigem Aluminium eignet sich dieses Messprinzip für die Ermittlung von Dehnungen während der Erstarrung und Abkühlung von Aluminium-Gussteilen. Ein weiterer Einsatzort ergibt sich durch das Einbetten von FBG in anorganisch gebundenen Formstoff. Damit lassen sich Dehnungen in Kernen während des Gießprozesses beobachten.

Technische Daten:
Wellenlängenbereich 1510 ... 1595 nm
Auflösung 0,1 pm
Messfrequenz max. 15 kHz
Optische Kanäle max. 40
Kanäle mit Multiplexing max. 40
Schnittstellen USB, Ethernet, analog
Haupteinsatzbereiche:

Dehnungsmessungen im Gießereibetrieb mit Hilfe von FBG:

  • Dehnungsmessung während der Erstarrung und Abkühlung von Gießwerkstoffen
  • Messung der Belastung von anorganisch gebundenen Kernen während des Gießens
  • Messung von Temperaturen, Vibrationen und Drücken
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Hersteller SINT Technology s.r.l.
Modell MTS3000 - Restan
Baujahr 2004
Funktionsprinzip:

Das MTS3000 ermöglicht die automatische Messung von Eigenspannungen an Proben bis 1 mm unterhalb der Oberfläche. Die Durchführung der Messung erfolgt dabei entsprechend der Bohrlochmethode nach ASTM-Norm E837. Hierfür wird mit einem Stirnfräser stufenweise ein Loch in die Probe gefräst und mithilfe einer DMS-Messrosette werden die Dehnungsänderungen im Bereich um das Loch gemessen. Der Antrieb des Fräsers erfolgt über eine Druckluftturbine, welche eine maximale Drehzahl von 400000 U/min ermöglicht.

Technische Daten:
Fräsen

mit Titannitrid beschichteter Stirnfräser,

nomineller Durchmesser: 1,6 mm
Frästiefe 1 mm
Max. Fräserdrehzahl 400.000 U/min
Haupteinsatzbereiche:
  • Ermittlung von Eigenspannungen
Ausstattung:
  • HBM Spider 8 Messverstärker zur Messung der Dehnungen über DMS
  • Okularkamera zur Überprüfung des gefrästen Lochs
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Hersteller IDT
Modell Os3-S2
Funktionsprinzip:

Die IDT Os3-S2 ist eine neue digitale Hochgeschwindigkeitskamera, die für den Betrieb in den anspruchsvollsten Umgebungen entwickelt wurde. Das hervorstechende Designmerkmal des Os-3 ist seine kompakte Größe in Verbindung mit einem breiten Datenbus, wodurch es sehr hohe Bildraten einschließlich Übertragungsgeschwindigkeiten zu einem (nichtflüchtigen) Festkörperspeicher mit hoher Kapazität erreichen kann.

Technische Daten:
DDR-Speicher 16 GB
Aufnahmerate

5000 Hz (bei 1280 px. x 1024 px.)

152000 Hz (bei 320 px. x 640 px.)

Farbtiefe 12 Bit
Haupteinsatzbereiche:
  • Hochgeschwindigkeitsversuche
  • Inverse Materialcharakterisierung
  • Materialprüfung
Fotogallerie: