DE10037857A1 - Optisches Bohrlochverfahren zur Ermittlung der Eigenspannungen - Google Patents
Optisches Bohrlochverfahren zur Ermittlung der EigenspannungenInfo
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- G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses
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Abstract
Das bekannte Bohrlochverfahren zur Ermittlung der Eigenspannungen hat den Nachteil, daß für die Ermittlung der freigesetzten Dehnungen Dehnungsmeßstreifen (DMS) benutzt werden. Die Ermittlung der Eigenspannungen ist enorm aufwendig, da eine spezielle Vorbereitung zum Aufkleben der DMS und zur präzisen Positionierung des Bohrers zu DMS erfordert wird. Die Erfindung beruht auf berührungsloser Messung der durch das Bohren freigesetzten Dehnungen mit optischen Feldmeßmethoden wie Topometrie, Objektrasterverfahren mit regelmäßigem und/oder stochastischem Muster, Speckle-Interferometrie und/oder Holographie. DOLLAR A Durch die gleichzeitige Aufnahme von zwei CCD-Kameras wird die Oberfläche des zu untersuchenden Werkstücks im 3-D-Koordinatensystem erfaßt. Mit einem oder mit mehreren Bohrern wird ein Loch bzw. werden Löcher ins Teil an vorgegebenen Stellen, wo die Eigenspannungen zu ermitteln sind, gebohrt. Der neue Oberflächenzustand bzw. die neuen Zustände werden mit den beiden Kameras ständig aufgenommen. Anhand der Bildvergleiche durch eine nachfolgende rechnergestützte Bildverarbeitung lassen sich die entstehenden Verschiebungen feststellen und sie zur Berechnung der durch das Bohren freigesetzten elastischen Dehnungen bzw. der Eigenspannungen weiter verwenden. DOLLAR A Dieskretisierte Ermittlung der Eigenspannungen in beliebigen Teilen und Konstruktionen.
Description
Das bekannte Bohrlochverfahren (s. ASTM-Standard E 837-85: Standard test
method for determining residual stresses by the hole drilling strain-gage method) zur
Ermittlung der Eigenspannungen hat den Nachteil, daß für die Ermittlung der durch
das Bohren freigesetzten Dehnungen, Dehnungsmeßstreifen (DMS) benutzt werden.
Die Ermittlung der Eigenspannungen ist enorm aufwendig, da eine spezielle
Vorbereitung zum Aufkleben der DMS und zur präzisen Positionierung des Bohrers
zu DMS erfordert wird. Ein weiteres Problem, das die Messgenauigkeit bestimmt,
stellt die Feststellung des ersten Berührungsmoments zwischen dem Bohrer und der
Oberfläche dar.
Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, die
aufwendigen mit DMS durchzuführenden Dehnungsmessungen durch solche,
berührungslose zu ersetzen, die auch die Messgenauigkeit steigern.
Das Problem der Ermittlung der Eigenspannungen wird durch das im Patentanspruch 1
der Erfindung aufgeführte Verfahren gelöst. Unmittelbar vor dem Bohren wird der
Anfangszustand der Oberfläche des zu untersuchenden Werkstücks durch die
gleichzeitige Aufnahme mit zwei CCD-Kameras in 3D-Koordinatensystem räumlich
erfaßt. Mit einem Bohrer wird ein Loch, oder mit mehreren Bohrern werden Löcher, ins
Teil an vorgegebenen Stellen, wo die Eigenspannungen zu ermitteln sind, gebohrt. Die
Bohrungen erfolgen hintereinander oder gleichzeitig, stufenweise oder in einem Gang.
Der neue Oberflächenzustand bzw. die neuen Zustände werden mit den beiden
Kameras ständig aufgenommen. Anhand der Bildvergleiche durch die nachfolgende
rechnergestützte Bildverarbeitung lassen sich die entstandenen Verschiebungen
feststellen und sie zur Berechnung der durch das Bohren freigesetzten elastischen
Dehnungen bzw. der Eigenspannungen weiter verwenden. Zur Erleichterung der
Erfassung des Verformungszustands werden bei der optischen Objektrastermethode
auf die Oberfläche regelmäßige oder stochastische Muster aufgebracht (s. Winter, D.:
Optische Verschiebungsmessung nach dem Objektrasterprinzip mit Hilfe eines
flächenorientierten Ansatzes. Diss. 1993, TU Braunschweig und Kornmann, R., u. a.:
Objektrasterverfahren zur räumlichen Verformungsmessung an Hochtemperatur
bauteilen. Oldenbourg Verlag, Technisches Messen 67(2000) 6, S. 267/273).
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die enorm
aufwendige Ermittlung der Eigenspannungen mit der Bohrlochmethode anhand der
DMS durch ein optisches Bohrlochverfahren ersetzt wird, bei dem die frei werdenden
Verschiebungen, Dehnungen bzw. Eigenspannungen berührungslos gemessen
werden.
Claims (1)
- Optisches Bohrlochverfahren zur Ermittlung der Eigenspannungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Eigenspannungen auf berührungslosen Messungen der durch das Bohren freigesetzten Verschiebungen bzw. Dehnungen beruht. Die Bohrung kann, oder die Bohrungen können, hintereinander oder gleichzeitig, stufenweise oder in einem Gang vorgenommen werden. Die räumlichen Verschiebungs- bzw. Dehnungsmessungen erfolgen mit optischen Feldmeß methoden wie Topometrie, Objektrasterverfahren mit regelmäßigem oder stochastischem Muster, Speckle-Interferometrie und/oder Holographie.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000137857 DE10037857A1 (de) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | Optisches Bohrlochverfahren zur Ermittlung der Eigenspannungen |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE2000137857 DE10037857A1 (de) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | Optisches Bohrlochverfahren zur Ermittlung der Eigenspannungen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10037857A1 true DE10037857A1 (de) | 2002-02-14 |
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ID=7651203
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE2000137857 Withdrawn DE10037857A1 (de) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | Optisches Bohrlochverfahren zur Ermittlung der Eigenspannungen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10037857A1 (de) |
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2000
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