DE102017112804A1 - A control device for controlling a crack propagation test apparatus, a crack propagation test apparatus, and methods for performing crack propagation tests - Google Patents

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Vitus Holzinger
Christian Plander
Elmar Bonaccurso
Vittorio Vercillo
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung 12 zum Steuern einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung 10 zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen, umfassend eine Erfassungs- und Auswerteeinrichtung 28 zum Erfassen eines Risses 30, 30a, 30b an einem Prüfkörper 16 sowie zum Auswerten des Risses 30, 30a, 30b, wobei die Steuervorrichtung 12 dazu ausgebildet ist, eine Lastaufbringungseinrichtung 14 der Rissfortschrittsversuchsvorrichtung 10 zu regeln.

Figure DE102017112804A1_0000
The invention relates to a control device 12 for controlling a crack propagation test device 10 for performing crack propagation tests, comprising a detection and evaluation device 28 for detecting a crack 30, 30a, 30b on a test specimen 16 and for evaluating the crack 30, 30a, 30b, wherein the control device 12 is adapted to control a load application device 14 of the crack propagation test apparatus 10.
Figure DE102017112804A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen. Außerdem betrifft die Erfindung eine eine solche Steuervorrichtung verwendende Rissfortschrittsversuchsvorrichtung. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen.The invention relates to a control device for controlling a crack propagation test apparatus for performing crack propagation tests. In addition, the invention relates to a crack propagation test apparatus using such a control device. Furthermore, the invention relates to a method for performing crack propagation tests.

Vorschriften und Normen erfordern oftmals die Überprüfung von Werkstoffeigenschaften durch einschlägige Werkstoffprüfungen. Zur Bestimmung der Werkstoffparameter werden oftmals Rissfortschrittsversuche durchgeführt.Regulations and standards often require the review of material properties through relevant material testing. For the determination of the material parameters crack propagation tests are often carried out.

Aus der WO2008/148480 A1 und der WO2010/043516 A1 sind Anwendungsbeispiele für die Durchführung von Rissfortschrittsversuchen an Werkstückproben für Strukturelemente von Luftfahrzeugen bekannt.From the WO2008 / 148480 A1 and the WO2010 / 043516 A1 Examples of applications for carrying out crack propagation tests on workpiece samples for structural elements of aircraft are known.

Weitere Beispiele für die Durchführung von Rissfortschrittsversuchen sind in der DE 10 2007 007 901 A1 und der DE 20 2009 013 264 U1 beschrieben.Other examples of performing crack propagation tests are in the DE 10 2007 007 901 A1 and the DE 20 2009 013 264 U1 described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Rissfortschrittsversuche so weit wie möglich zu automatisieren und hinsichtlich Zeit- und Ressourceneinsparung zu verbessern.The invention has for its object to automate crack propagation attempts as much as possible and to improve in terms of time and resource savings.

Zum Lösen dieser Ausgabe schafft die Erfindung eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1. Eine Rissfortschrittsversuchsvorrichtung zum automatisierten Durchführen von Rissfortschrittsversuche unter Einsatz einer solchen Steuervorrichtung sowie ein Verfahren zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen sind Gegenstand der Nebenansprüche.To solve this problem, the invention provides a control apparatus for controlling a crack propagation test apparatus for performing crack propagation test having the features of appended claim 1. A crack propagation test apparatus for automatically performing crack propagation tests using such a control apparatus and a method for performing crack propagation tests are subject matter of the subsidiary claims.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung schafft gemäß einem ersten Aspekt eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen, umfassend eine Erfassungs- und Auswerteeinrichtung zum Erfassen eines Risses an einem Prüfkörper sowie zum Auswerten des Risses, wobei die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Lastaufbringungseinrichtung der Rissfortschrittsversuchsvorrichtung zu regeln.According to a first aspect, the invention provides a control device for controlling a crack propagation test device for performing crack propagation tests, comprising a detection and evaluation device for detecting a crack on a test specimen and for evaluating the crack, wherein the control device is designed to control a load application device of the crack propagation test device ,

Es ist bevorzugt, dass die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Rissparameter aus der Gruppe von Risslänge, Rissgeschwindigkeit, Rissbeschleunigung, Rissverlauf und Risswinkel zu bestimmen.It is preferred that the detection and evaluation device is designed to determine at least one crack parameter from the group of crack length, crack velocity, crack acceleration, crack profile and crack angle.

Es ist bevorzugt, dass die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, die Lastaufbringungseinrichtung aufgrund wenigstens einer im Rissfortschrittsversuch zunehmenden Größe aus der Gruppe von Zyklenzahl und Risslänge zu beeinflussen.It is preferred that the control device is designed to influence the load application device due to at least one of the group of cycle number and crack length increasing in the crack propagation test.

Es ist bevorzugt, dass die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung eine 2D- oder 3D-bildgebende Erfassungseinrichtung und eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der Rissparameter aus durch die Erfassungseinrichtung erfassten 2D- oder 3D-Daten aufweist.It is preferred that the detection and evaluation device has a 2D or 3D imaging detection device and an evaluation device for determining the crack parameters from 2D or 3D data acquired by the detection device.

Es ist bevorzugt, dass die Erfassungseinrichtung mit der Auswerteeinrichtung derart gekoppelt ist, dass die Erfassungseinrichtung durch die Auswerteeinrichtung steuerbar ist.It is preferred that the detection device is coupled to the evaluation device such that the detection device can be controlled by the evaluation device.

Es ist bevorzugt, dass die Erfassungseinrichtung wenigstens eine Erfassungseinheit aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe von Kamera, CMOS- und CCD-Kameraeinrichtung, Röntgeneinrichtung, Infraroteinrichtung, Ultraschalleinrichtung, Wirbelstromsensoreinrichtung, Potentialsensoreinrichtung.It is preferred that the detection device has at least one detection unit which is selected from the group of camera, CMOS and CCD camera device, X-ray device, infrared device, ultrasound device, eddy current sensor device, potential sensor device.

Es ist bevorzugt, dass die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, eine eindimensionale Rissform von einer mehrdimensionalen Rissform zu unterscheiden, wobei sich eine mehrdimensionale Rissform durch einen abweichenden Risswinkel von einer Winkeltoleranz auszeichnet.It is preferred that the detection and evaluation device is designed to distinguish a one-dimensional crack shape from a multi-dimensional crack shape, wherein a multi-dimensional crack shape is characterized by a different crack angle of an angular tolerance.

Es ist bevorzugt, dass die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, den Rissfortschrittsversuch bei Erreichung der Zyklenzahl als erfolgreicher Rissfortschrittsversuch zu beenden.It is preferred that the control device is designed to end the crack propagation test when the number of cycles has been reached as a successful crack propagation test.

Es ist bevorzugt, dass die Steuervorrichtung dazu ausgebildet ist, den Rissfortschrittsversuch bei Abweichung eines Risswinkels von einer vorgegebenen Winkeltoleranz als nicht erfolgreichen Rissfortschrittsversuch zu beenden.It is preferred that the control device is designed to terminate the crack propagation test when a crack angle deviates from a predetermined angular tolerance as an unsuccessful crack propagation test.

Die Erfindung schafft gemäß einem weiteren Aspekt eine Rissfortschrittsversuchsvorrichtung zum automatisierten Durchführen von Rissfortschrittsversuchen, umfassend eine Steuervorrichtung nach einer der voranstehenden Ausgestaltungen, sowie eine Lastaufbringungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Prüfkörper mit wenigstens einer Prüflast zu beaufschlagen, wobei die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung mit der Lastaufbringungseinrichtung verbunden ist, um die Lastaufbringung auf den Prüfkörper in Form von Versuchsparametern zu regeln.The invention provides, according to a further aspect, a crack propagation test apparatus for automatically performing crack propagation tests, comprising a control device according to one of the preceding embodiments, as well as a load application device, which is designed to load a test specimen with at least one test load, wherein the detection and evaluation device with the Load application device is connected to control the load application to the test specimen in the form of experimental parameters.

Es ist bevorzugt, dass die zu Versuchsparameter ausgewählt sind aus der Gruppe von Prüffrequenz, Prüflast, Amplitude, Lastrichtung, Torsion, Schub, Scherung, Spannungsverhältnis, Temperatur des Prüfkörpers, Druck des Umgebungsmediums, Temperatur des Umgebungsmediums, Zusammensetzung des Umgebungsmediums, wie z.B. Atmosphärenzusammensetzung, Feuchte, Bestrahlung, wobei das Spannungsverhältnis ein Verhältnis zwischen einer ersten Lastrichtung und einer zweiten Lastrichtung darstellt. It is preferred that the test parameters are selected from the group of test frequency, test load, amplitude, load direction, torsion, thrust, shear, stress ratio, temperature of the test specimen, pressure of the ambient medium, ambient medium temperature, composition of the ambient medium, such as atmosphere composition, Humidity, irradiation, wherein the stress ratio represents a ratio between a first load direction and a second load direction.

Die Erfindung schafft gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen an einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung, gekennzeichnet durch die Schritte:

  • - Aufbringen einer Last auf einen Prüfkörper
  • - Erfassen und Auswerten eines Risses
  • - Regeln der Lastaufbringung in Abhängigkeit von der Auswertung des Risses.
The invention, in another aspect, provides a method of performing crack propagation tests on a crack propagation test apparatus characterized by the steps of:
  • - Applying a load on a specimen
  • - Acquisition and evaluation of a crack
  • - Rules of load application depending on the evaluation of the crack.

Es ist bevorzugt, dass das Regeln der Lastaufbringung das Verändern von Prüffrequenz, Prüflast, Amplitude, Lastrichtung, Torsion, Schub, Scherung, Spannungsverhältnis, Temperatur des Prüfkörpers, Druck des Umgebungsmediums, Temperatur des Umgebungsmediums, Zusammensetzung des Umgebungsmediums wie insbesondere Atmosphärenzusammensetzung, Feuchte, Bestrahlung und/oder Spannungsverhältnis aufweist.It is preferred that the control of load application include varying test frequency, test load, amplitude, load direction, torsion, thrust, shear, stress ratio, temperature of the test specimen, pressure of the ambient medium, ambient medium temperature, composition of the ambient medium such as, in particular, atmospheric composition, humidity, irradiation and / or stress ratio.

Es ist bevorzugt, dass das Erfassen und Auswerten eines Risses die Bestimmung wenigstens eines Rissparameters aus der Gruppe von Risslänge, Rissgeschwindigkeit, Rissbeschleunigung, Rissverlauf und Risswinkel aufweist.It is preferred that the detection and evaluation of a crack has the determination of at least one crack parameter from the group of crack length, crack velocity, crack acceleration, crack profile and crack angle.

Es ist bevorzugt, dass der Rissfortschrittsversuch bei Erreichung der Zyklenzahl als erfolgreicher Rissfortschrittsversuch beendet wird.It is preferable that the crack propagation test be completed upon reaching the number of cycles as a successful crack propagation test.

Es ist bevorzugt, dass der Rissfortschrittsversuch bei Abweichung eines Risswinkels von einer vorgegebenen Winkeltoleranz als nicht erfolgreichen Rissfortschrittsversuch beendet wird.It is preferable that the crack propagation test is terminated when a crack angle deviates from a predetermined angular tolerance as an unsuccessful crack propagation test.

Es ist bevorzugt, dass eine eindimensionale Rissform von einer mehrdimensionalen Rissform von der Erfassungs- und Auswerteeinrichtung unterschieden wird, wobei sich eine mehrdimensionale Rissform durch einen abweichenden Risswinkel von einer Winkeltoleranz auszeichnet.It is preferred that a one-dimensional crack shape is distinguished from a multi-dimensional crack shape by the detection and evaluation device, wherein a multi-dimensional crack shape is characterized by a different crack angle of an angular tolerance.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung betrifft eine automatisierte Regelung einer Zugprüfmaschine bei einer Rissfortschrittsmessung anhand einer optisch gemessenen Risslänge.A particularly preferred embodiment of the invention relates to an automated control of a tensile tester in a crack propagation measurement based on an optically measured crack length.

Besonders bevorzugt erfolgt eine automatisierte Auswertung des Rissfortschritts (Länge, Winkel, ...) auf Basis bildgebender Messgeräte.Particular preference is given to an automated evaluation of the crack progress (length, angle,...) On the basis of imaging instruments.

Im Folgenden werden einige Vorteile bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert.In the following some advantages of preferred embodiments of the invention will be explained in more detail.

Der Rissfortschrittsversuch kann vollautomatisiert durchgeführt werden. Die Risslänge wird gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung direkt, vorzugsweise in Echtzeit (real time) bestimmt.The crack propagation test can be carried out fully automatically. The crack length is determined according to preferred embodiments of the invention directly, preferably in real time.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann eine Anpassung der Parameter (z.B. Amplitude) auf Basis der erfassten Risslänge bzw. des Risswinkels erfolgen. Dadurch ist eine Regelung der Rissfortschrittsgeschwindigkeit sowie des Risswinkels (Rissverlaufs) möglich. Auch die Versuchsparameter wie Rissgeschwindigkeit und/oder Rissbeschleunigung können geregelt werden.In preferred embodiments of the invention, adjustment of the parameters (e.g., amplitude) may be based on the detected crack length or crack angle, respectively. As a result, it is possible to control the crack propagation speed and the crack angle (crack progression). Also, the experimental parameters such as crack speed and / or crack acceleration can be controlled.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann die Abweichung (bzw. Winkel) des Rissfortschritts exakt erfasst und der Versuch gegebenenfalls frühzeitig gestoppt werden. Dadurch wird die Gesamtversuchszeit erheblich gesenkt. In preferred embodiments of the invention, the deviation (or angle) of the crack progression can be detected accurately and the experiment can be stopped early if necessary. This significantly reduces the overall test time.

Frühere Überlegungen zur teilweisen Automatisierung von Rissfortschrittsversuchen beinhalten beispielsweise eine Messung des Potentials, eine Rissmessfolie oder die sogenannte Compliance-Methode. Diese Verfahren werden nachfolgend beschrieben.Earlier considerations for the partial automation of crack propagation tests include, for example, a measurement of the potential, a crack-measuring foil or the so-called compliance method. These methods will be described below.

Bei der Potentialmessmethode wird Strom durch den Prüfkörper geleitet. Mit fortschreitendem Riss steigt der erfasste Spannungsabfall an. Dabei wird lediglich der Spannungsabfall senkrecht zur Kraftrichtung gemessen. Über eine Formel lässt sich mittels des Spannungsabfalls die Risslänge bestimmen. Es gibt hierbei unterschiedliche Verfahren wie z.B. Gleichspannungspotentialmethode (Norm ASTM E647) oder die Wechselspannungspotentialmethode.In the potential measuring method, current is passed through the test piece. As the crack progresses, the detected voltage drop increases. Only the voltage drop is measured perpendicular to the direction of force. A formula can be used to determine the crack length by means of the voltage drop. There are different methods such as e.g. DC potential method (standard ASTM E647) or the AC potential method.

Bei der Rissmessfolienmethode wird eine leitfähige Folie auf den Prüfkörper aufgebracht. Über die Folie wird der Spannungsabfall gemessen, wobei sich dieser mit fortschreitendem Riss erhöht. Dabei wird wie bei der Potentialmessmethode nur der Spannungsabfall senkrecht zur Kraftrichtung gemessen. Über eine Formel lässt sich die Risslänge bestimmen. Mit der Rissmessfolienmethode können auch nicht leitfähige Materialen geprüft werden.In the crack-measuring film method, a conductive film is applied to the test piece. The voltage drop across the film is measured, which increases as the crack progresses. As with the potential measuring method, only the voltage drop is measured perpendicular to the direction of the force. A formula can be used to determine the crack length. Non-conductive materials can also be tested with the Crack Measurement Film Method.

Bei der Compliance-Methode wird die Risslänge über den Steifigkeitsabfall aufgrund des Risses bestimmt. Im Bereich der mittels einer Kerbe festgelegten Rissöffnung des Prüfkörpers wird ein Rissöffnungsverschiebungsmesssensor (COD-Aufnehmer, engl. Crack Opening Displacement, dt. Rissöffnungsverschiebung) angesetzt. Über eine Formel wird die Risslänge bestimmt, wobei die hierfür zu verwendende Formel lediglich die Rissausbreitung senkrecht zur Kraftrichtung berücksichtigt.In the compliance method, the crack length is determined by the stiffness drop due to the crack. In the area of the defined by a notch crack opening of the specimen is a Crack opening displacement sensor (COD pickup, Crack Opening Displacement). A formula is used to determine the crack length, whereby the formula to be used for this purpose takes into account only the crack propagation perpendicular to the direction of the force.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung gibt es aufgrund der bevorzugten bildgebenden, z.B. optischen, Auswertung keine Einschränkungen hinsichtlich des zu prüfenden Materials, auch Materialien, die nicht zum Leiten von Strom geeignet sind, können geprüft werden.In preferred embodiments of the invention, because of the preferred imaging, e.g. optical, evaluation no restrictions on the material to be tested, even materials that are not suitable for conducting electricity, can be tested.

Aufgrund der bevorzugten bildgebenden, z.B. optischen, Auswertung braucht man keine zusätzlichen Messhilfen, wie z.B. Rissmessfolien, auf das Werkstück aufbringen. Es können Rissfortschritte in verschiedenen Richtungen gemessen werden.Due to the preferred imaging, e.g. optical evaluation, you need no additional measuring aids, such. Crack measuring films, apply to the workpiece. Crack propagation in different directions can be measured.

Bevorzugt wird die Risslänge direkt bestimmt. Hierbei können vorzugsweise auch Abweichungen der Rissausbreitung, auch Abweichungen von der Senkrechten zur Belastungsrichtung, erfasst werden.Preferably, the crack length is determined directly. In this case, deviations of the crack propagation, and also deviations from the perpendicular to the direction of loading, can preferably also be detected.

Es ist anerkannt, dass ab einer gewissen Abweichung zur Senkrechten der Belastungseinrichtung der Versuch als ungültig zu werten ist. Bei besonders bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann eine solche Abweichung in kürzester Zeit noch während des Versuches erfasst werden, während dies bei früheren Rissfortschrittsversuchen erst nach Ende des Versuches (z.B. nach 100.000 Zyklen) oder durch eine permanente visuelle Beobachtung der Probe während des Versuchs durch Prüfpersonal möglich war. Aufgrund einer vollständigen Erfassung des Rissfortschrittes kann nun auch eine Regelung der Amplitude erfolgen.It is recognized that from a certain deviation to the vertical of the loading device, the experiment is considered invalid. In particularly preferred embodiments of the invention, such a deviation can be detected in the shortest possible time during the experiment, while in earlier crack propagation attempts only after the end of the experiment (eg after 100,000 cycles) or by a permanent visual observation of the sample during the experiment by test personnel possible was. Due to a complete detection of the crack propagation, it is now also possible to regulate the amplitude.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann - auch automatisch - auf eine Winkelabweichung des Risses reagiert werden, um z.B. den Versuch automatisch bei einer Überschreitung geforderter Toleranzen abzubrechen.In preferred embodiments of the invention, it is also possible to respond automatically, even automatically, to an angular deviation of the crack, in order to obtain e.g. to abort the attempt automatically if the required tolerances are exceeded.

Bei besonders bevorzugten Ausgestaltungen ist eine Messung bzw. Bestimmung von mehrdimensionalen Rissen, wie insbesondere 2D-Rissen oder - mit entsprechenden Erfassungsverfahren wie z.B. materialdurchdringende Strahlung (z.B. Röntgen) - auch eine Messung bzw. Bestimmung von 3D-Rissen möglich. In particularly preferred embodiments, a measurement or determination of multidimensional cracks, in particular 2D cracks or - with corresponding detection methods such. material penetrating radiation (e.g., X-ray) - also allows measurement of 3D cracks.

Besonders bevorzugt sind nun eine Regelung der Messung und nicht nur eine Kontrolle der Messung möglich.Particularly preferred are now a control of the measurement and not only a control of the measurement possible.

Bei bisherigen Methoden zur Rissfortschrittsprüfung wird sowohl eine Auswertung als auch eine Steuerung einer servohydraulischen Prüfmaschine manuell durchgeführt. Der Prüfkörper wird bei einem Rissfortschrittsversuch z.B. in eine Zugprüfmaschine eingespannt und mit einer definierten Amplitude und Frequenz beansprucht. Nach einer gewissen Zykluszahl (beispielsweise 1.000 Zyklen) wird der Versuch kurzzeitig angehalten, um ein Foto von dem Prüfkörper mit dem Riss zu machen. Die Auswertung der Rissverläufe als auch die Steuerung der Prüfmaschine während der Rissfortschrittsprüfung werden manuell durch das Laborpersonal durchgeführt. Hierzu werden die bei unterschiedlichen Zykluszahlen gemachten Bildern in ein Bildverarbeitungsprogramm geladen und die Risslänge manuell vermessen.In previous crack propagation test methods, both an evaluation and a control of a servohydraulic testing machine are carried out manually. The test piece is subjected to a crack propagation test e.g. clamped in a tensile testing machine and claimed with a defined amplitude and frequency. After a certain number of cycles (for example, 1,000 cycles), the experiment is paused for a short time to take a picture of the test piece with the crack. The evaluation of the crack profiles as well as the control of the testing machine during the crack propagation test are carried out manually by the laboratory personnel. For this purpose, the images taken at different cycle numbers are loaded into an image processing program and the crack length is measured manually.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung ist es nun möglich, kontinuierlich den Riss zu verfolgen. Eine Unterbrechung des Versuches, wie sie für die Generierung eines Fotos der Rissfortschrittsversuch bisher durchgeführt wurde, lässt sich vermeiden. Besonders bevorzugt werden die Rissparameter wie beispielsweise die Risslänge für die Steuerung der Prüfmaschine (z.B. servohydraulische Prüfmaschine, insbesondere Zugprüfmaschine) sowie der Regelung des weiteren Rissverlaufs verwendet. Dies geschieht vorzugsweise, wenn sich der Riss während des Rissfortschrittsversuchs mit vorgegebenen Versuchsparametern zu schnell ausbreitet. In diesem Fall muss bei erfindungsgemäßen Ausgestaltungen der laufende Rissfortschrittsversuch nicht mehr unterbrochen werden und es braucht kein neuer Versuch mit angepassten Versuchsparametern gestartet werden, anstelle dessen kann eine Regelung erfolgen, damit ein definierter maximaler Wert der Rissfortschrittsgeschwindigkeit nicht überstiegen wird.In preferred embodiments of the invention, it is now possible to continuously track the crack. An interruption of the experiment, as it has been done for the generation of a photo of the crack propagation test so far, can be avoided. Particularly preferably, the crack parameters such as the crack length are used for the control of the testing machine (for example servohydraulic testing machine, in particular tensile testing machine) as well as the regulation of the further course of the crack. This is preferably done when the crack propagates too fast during the crack propagation test with predetermined experimental parameters. In this case, in the embodiments according to the invention, the ongoing crack propagation test no longer needs to be interrupted and no new test with adapted test parameters needs to be started, instead a control can take place so that a defined maximum value of the crack propagation speed is not exceeded.

Nunmehr lässt sich die Risslänge direkt z.B. über bildtechnisch vorhandene Parameter bestimmen; dies ist beispielsweise mit einem bildgebenden Verfahren möglich. Es wird nicht nur die Rissausbreitung senkrecht zur Lastrichtung berücksichtigt, sondern es können auch Abweichungen wie beispielsweise ein abweichender Risswinkel von einer Winkeltoleranz (beispielsweise größer 10 Grad) erfasst werden.Now, the crack length can be directly changed, e.g. determine parameters that exist on the basis of images; This is possible, for example, with an imaging method. Not only is the crack propagation perpendicular to the load direction taken into account, but also deviations, such as a different crack angle, can be detected by an angular tolerance (for example greater than 10 degrees).

Der Rissfortschrittsversuch ist temperaturabhängig. Deshalb wird bei den aktuell angewendeten Verfahren der Threshold-Wert recht aufwändig bestimmt. Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann der Threshold-Wert automatisiert bestimmt werden. Die folgende Methode ist als Beispiel zu verstehen.The crack propagation test is temperature dependent. For this reason, the threshold value used in currently used methods is quite complex. In preferred embodiments of the invention, the threshold value can be determined automatically. The following method is to be understood as an example.

Z.B. wird bei dem Rissfortschrittsversuch die Last nach und nach reduziert. Es wird eine zyklische Last aufgebracht, bis der Riss beispielsweise um 0,1 mm gewachsen ist. Anschließend wird die zyklische Last auf beispielsweise 80 % reduziert. Die Zyklen werden mit dieser Last so lange gefahren, bis wieder ein Riss von beispielsweise 0,1 mm entsteht. Anschließend wird die zyklische Last wiederum auf beispielsweise 80 % reduziert. Dies wird so lange durchgeführt, bis nach beispielsweise 1.000.000 Zyklen kein weiteres Risswachstum erfolgt. Der Threshold-Wert bezeichnet somit die zyklische Last, bei der kein Rissfortschritt erfolgt. Die Threshold-Wert-Bestimmung kann mit Ausführungsformen der Erfindung nun automatisiert erfolgen.For example, in the crack propagation test, the load is gradually reduced. A cyclic load is applied until the crack has grown, for example, by 0.1 mm. Subsequently, the cyclic load is reduced to, for example, 80%. The cycles are run with this load until again a crack of, for example, 0.1 mm is formed. Subsequently, the cyclic load is again reduced to, for example, 80%. This is done until no further crack growth occurs after, for example, 1,000,000 cycles. The threshold value thus denotes the cyclic load at which no crack propagation takes place. The threshold value determination can now be automated with embodiments of the invention.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung können auf eine Winkelabweichung des Risses reagieren, damit beispielsweise der Rissfortschrittsversuch automatisch bei einer Überschreitung der geforderten Toleranzen abgebrochen werden kann. Des Weiteren können 2D-Rissformen gemessen bzw. bestimmt werden.Preferred embodiments of the invention can react to an angular deviation of the crack, so that, for example, the crack propagation test can be aborted automatically if the required tolerances are exceeded. Furthermore, 2D crack shapes can be measured or determined.

Insbesondere kann durch bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung eine Anpassung der Versuchsparameter auf Basis der erfassten Rissfortschrittsgeschwindigkeit bzw. des Risswinkels erfolgen. Dadurch ist eine Regelung der Rissfortschrittsgeschwindigkeit sowie der Risslänge, Rissgeschwindigkeit, Rissbeschleunigung, Risswinkel und Rissverlauf möglich.In particular, by preferred embodiments of the invention, an adaptation of the test parameters on the basis of the detected crack propagation speed or the crack angle. As a result, it is possible to control the crack propagation speed and the crack length, crack speed, crack acceleration, crack angle and crack course.

Rissfortschrittsversuche konnten bisher kontrolliert, aber nicht geregelt durchgeführt werden. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Lastaufbringungseinrichtung der Rissfortschrittsversuchsvorrichtung zu regeln. Somit kann ein Rissfortschrittsversuch vollautomatisiert durchgeführt werden. Die Rissparameter wie beispielsweise Risslänge, Rissgeschwindigkeit, Rissbeschleunigung, Risswinkel und Rissverlauf werden vorzugsweise mit der Erfassungs- und Auswerteeinrichtung direkt (in real-time) bestimmt und nicht über die Veränderung der Rissöffnung des Prüfkörpers mittels Formeln berechnet.Crack progress tests could be carried out so far controlled, but not regulated. The control device according to the invention is designed to regulate a load application device of the crack propagation test device. Thus, a crack propagation test can be carried out fully automatically. The crack parameters such as crack length, crack speed, crack acceleration, crack angle and crack profile are preferably determined directly (in real time) with the detection and evaluation device and not calculated by means of formulas via the change in the crack opening of the test specimen.

Durch Ausgestaltungen der Erfindung kann eine Anpassung von Versuchsparametern (beispielsweise Prüffrequenz, Prüflast, Amplitude, Lastrichtung, Torsion, Schub, Scherung, Spannungsverhältnis, Temperatur des Prüfkörpers, Druck des Umgebungsmediums, Temperatur des Umgebungsmediums, Agregatzustand, Art und Zusammensetzung des Umgebungsmediums, Atmosphärenzusammensetzung, Feuchte, Bestrahlung und Spannungsverhältnis) auf Basis eines erfassten Rissparameters (beispielsweise Risslänge und Risswinkel) erfolgen. Dadurch ist eine Regelung der Rissfortschrittsgeschwindigkeit sowie des Risswinkels, der Rissbeschleunigung sowie des Rissverlaufs möglich.By means of embodiments of the invention, adaptation of experimental parameters (eg test frequency, test load, amplitude, load direction, torsion, thrust, shear, stress ratio, temperature of the test specimen, pressure of the ambient medium, temperature of the ambient medium, state of aggregation, nature and composition of the ambient medium, atmospheric composition, humidity , Irradiation and stress ratio) on the basis of a detected crack parameter (for example, crack length and crack angle). As a result, it is possible to control the crack propagation speed and the crack angle, the crack acceleration and the course of the crack.

Bei den Rissfortschrittsversuchen, beispielsweise nach Norm ASTM E647, sind nur bestimmte Rissabweichungen senkrecht zur Lastrichtung erlaubt. Bei Ausgestaltungen der Erfindung kann die Winkelabweichung des Risses exakt erfasst und der Rissfortschrittsversuch gegebenenfalls frühzeitig gestoppt werden. Dadurch kann die Gesamtversuchszeit erheblich gesenkt werden.In the crack propagation tests, for example according to standard ASTM E647, only certain crack deviations perpendicular to the load direction are allowed. In embodiments of the invention, the angular deviation of the crack can be detected accurately and the crack propagation test can be stopped early if necessary. This can significantly reduce the overall test time.

Bei Ausführungsformen der Erfindung können die Bestimmung des Bruchzähigkeitsschwellwert bzw. Threshold-Wert und somit die Rissfortschrittsversuche automatisiert erfolgen. Dadurch werden die Gesamtversuchszeit erheblich gesenkt sowie Ressourcen eingespart.In embodiments of the invention, the determination of the fracture toughness threshold value and thus the crack propagation tests can be automated. This significantly reduces the overall test time and saves resources.

Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

  • 1 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen;
  • 2 eine Prinzipskizze eines Prüfkörpers mit Aufbringung einer Last in einer ersten Lastrichtung;
  • 3 eine Prinzipskizze eines Prüfkörpers mit Aufbringung einer Last in einer zweiten Lastrichtung;
  • 4 die Vorderseite eines eingespannten Prüfkörpers vor dem Test;
  • 5 die Rückseite eines eingespannten Prüfkörpers vor dem Test;
  • 6 die Vorderseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 478 Zyklen;
  • 7 die Rückseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 478 Zyklen;
  • 8 die Vorderseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 2557 Zyklen;
  • 9 die Rückseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 2557 Zyklen;
  • 10 die Vorderseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 3577 Zyklen;
  • 11 die Rückseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 3577 Zyklen;
  • 12 die Vorderseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 4539 Zyklen;
  • 13 die Rückseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 4539 Zyklen;
  • 14 die Vorderseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 5229 Zyklen;
  • 15 die Rückseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 5229 Zyklen;
  • 16 die Vorderseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 5573 Zyklen;
  • 17 die Rückseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 5573 Zyklen;
  • 18 die Vorderseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 5790 Zyklen;
  • 19 die Rückseite eines eingespannten Prüfkörpers nach 5790 Zyklen;
  • 20 einen eingespannten Prüfkörper nach 0 Zyklen;
  • 21 einen eingespannten Prüfkörper nach 878.881 Zyklen;
  • 22 einen eingespannten Prüfkörper nach 1.386.898 Zyklen;
  • 23 einen eingespannten Prüfkörper nach 1.503.210 Zyklen;
  • 24 einen eingespannten Prüfkörper nach 1.677.083 Zyklen;
  • 25 einen eingespannten Prüfkörper nach 0 Zyklen;
  • 26 einen eingespannten Prüfkörper, wobei der Rissverlauf nach 878.881 Zyklen von der senkrechten der Belastungsrichtung abweicht;
  • 27 einen eingespannten Prüfkörper, wobei der Rissverlauf durch eine automatisierte Anpassung von relevanten Parametern anhand der optischen Risserfassung in einen definierten Verlauf gebracht wird;
  • 28 eine Prinzipskizze eines Prüfkörpers mit zwei unterschiedlichen Rissverläufen und verschiedenen Rissparametern;
  • 29 eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen mit unterschiedlichen Lastaufbringungen;
  • 30 eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung mit weiteren Einrichtungen.
Embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 a schematic diagram of an embodiment of a crack propagation test apparatus for performing crack propagation tests;
  • 2 a schematic diagram of a specimen with application of a load in a first load direction;
  • 3 a schematic diagram of a specimen with application of a load in a second load direction;
  • 4 the front of a clamped specimen before the test;
  • 5 the back of a clamped specimen before the test;
  • 6 the front of a clamped specimen after 478 cycles;
  • 7 the back of a clamped specimen after 478 cycles;
  • 8th the front of a clamped specimen after 2557 cycles;
  • 9 the back of a clamped specimen after 2557 cycles;
  • 10 the front of a clamped specimen after 3577 cycles;
  • 11 the back of a clamped specimen after 3577 cycles;
  • twelve the front of a clamped specimen after 4539 cycles;
  • 13 the back of a clamped specimen after 4539 cycles;
  • 14 the front of a clamped specimen after 5229 cycles;
  • 15 the back of a clamped specimen after 5229 cycles;
  • 16 the front of a clamped specimen after 5573 cycles;
  • 17 the back of a clamped specimen after 5573 cycles;
  • 18 the front of a clamped specimen after 5790 cycles;
  • 19 the back of a clamped specimen after 5790 cycles;
  • 20 a clamped specimen after 0 cycles;
  • 21 a clamped specimen after 878,881 cycles;
  • 22 a clamped specimen after 1,386,898 cycles;
  • 23 a clamped specimen after 1,503,210 cycles;
  • 24 a clamped specimen after 1,677,083 cycles;
  • 25 a clamped specimen after 0 cycles;
  • 26 a clamped test specimen, wherein the crack pattern deviates after 878,881 cycles from the vertical of the loading direction;
  • 27 a clamped test specimen, wherein the crack profile is brought into a defined course by an automated adaptation of relevant parameters on the basis of the optical crack detection;
  • 28 a schematic diagram of a test specimen with two different cracks and different crack parameters;
  • 29 a schematic diagram of another embodiment of a crack propagation test apparatus for performing crack propagation tests with different load applications;
  • 30 a schematic diagram of another embodiment of a crack propagation test device with other facilities.

In den 1, 29 und 30 sind Ausführungsformen einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung 10 dargestellt. Die Rissfortschrittsversuchsvorrichtung 10 weist eine Steuervorrichtung 12 sowie eine Lastaufbringungseinrichtung 14 auf.In the 1 . 29 and 30 are embodiments of a crack propagation test apparatus 10 shown. The crack propagation test device 10 has a control device twelve and a load application device 14 on.

Die Lastaufbringungseinrichtung 14 ist dazu ausgebildet, einen Prüfkörper 16 mit wenigstens einer Prüflast zu beaufschlagen. Zum Beispiel weist die Lastaufbringungseinrichtung 14 eine Zugprüfmaschine 18 auf, die einen ersten Einspannmechanismus 20 zum Einspannen des Prüfkörpers 16 und einen zweiten Einspannmechanismus 22 zum Einspannen des Prüfkörpers 16 aufweist. Die Einspannmechanismen 20, 22 weisen z.B. mittels Schrauben festlegbare Spannbacken auf und sind in den 4 bis 25 zusammen mit dem eingespannten Prüfkörper 16 in unterschiedlichen Beispielen für die Durchführung von Rissfortschrittsversuchen dargestellt.The load application device 14 is designed to be a test specimen 16 to apply at least one test load. For example, the load application device 14 a tensile testing machine 18 on that a first clamping mechanism 20 for clamping the test specimen 16 and a second clamping mechanism 22 for clamping the test specimen 16 having. The clamping mechanisms 20 . 22 have for example by means of screws fixable jaws and are in the 4 to 25 together with the clamped test specimen 16 presented in different examples for the implementation of crack propagation tests.

Insbesondere weist die Lastaufbringungseinrichtung 14 eine servohydraulische Prüfmaschine 24 auf. Die Prüfmaschine 24 kann als Zugprüfmaschine 18 eine Zugbelastung auf den Prüfkörper 16 in einer ersten Lastrichtung 26 ausüben, wie dies in 2 dargestellt ist, die einen ersten Modus für Rissfortschrittsversuche schematisch darstellt. Weiter kann die Prüfmaschine 24 in einer bevorzugten Ausgestaltung, die auch näher in 29 angedeutet ist, eine Schubbelastung auf den Prüfkörper 16 in einer zweiten Lastrichtung 27 ausüben, wie dies in 3 dargestellt ist. 3 zeigt ein Beispiel für einen zweiten Modus für Rissfortschrittsversuche.In particular, the load application device 14 a servohydraulic testing machine 24 on. The testing machine 24 can as tensile testing machine 18 a tensile load on the specimen 16 in a first load direction 26 exercise, like this in 2 which schematically illustrates a first mode for crack propagation tests. Next, the testing machine 24 in a preferred embodiment, which is also closer in 29 is indicated, a shear load on the specimen 16 in a second load direction 27 exercise, like this in 3 is shown. 3 shows an example of a second mode for crack propagation tests.

Vorstellbar sind auch weitere ein- oder mehrdimensionale Belastungsarten wie Druck, Zug, Torsion oder Schub.Also conceivable are other one- or multi-dimensional load types such as pressure, tension, torsion or thrust.

Die Prüfmaschine kann beispielsweise als eine Resonanzprüfmaschine, Prüfmaschine mit elektrischen Aktoren, Piezomaschine, oder als Prüfmaschine mit elektrischen, servohydraulischen oder pneumatischen Aktoren ausgeführt sein.The testing machine can be designed, for example, as a resonance testing machine, testing machine with electrical actuators, piezomaschine, or as a testing machine with electrical, servohydraulic or pneumatic actuators.

Die Steuervorrichtung 12 dient zum Steuern der Rissfortschrittsversuchsvorrichtung 10. Insbesondere ist die Steuervorrichtung 12 dazu ausgebildet, die Lastaufbringungseinrichtung 14 zu regeln. Hierzu weist die Steuervorrichtung 12 eine Erfassungs- und Auswerteeinrichtung 28 auf, die zum Erfassen eines Risses 30 und zum Auswerten des Risses 30 ausgebildet ist. Weiter ist die Steuervorrichtung 12 mit der Lastaufbringungseinrichtung 14 verbunden, um die Lastaufbringungseinrichtung 14 in Abhängigkeit von der Auswertung des Risses 30 zu regeln.The control device twelve serves to control the crack propagation test device 10 , In particular, the control device twelve adapted to the load application device 14 to regulate. For this purpose, the control device twelve a detection and evaluation device 28 on that for detecting a crack 30 and to evaluate the crack 30 is trained. Next is the control device twelve with the load application device 14 connected to the load application device 14 depending on the evaluation of the crack 30 to regulate.

Die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung 28 weist eine Erfassungseinrichtung 32 auf, die zur bildgebenden Erfassung des Risses ausgebildet ist. Beispielsweise weist die Erfassungseinrichtung 32 als Erfassungseinheit 34 eine Kamera 36, eine CMOS-Kameraeinrichtung, eine CCD-Kameraeinrichtung, eine Röntgeneinrichtung oder eine Infraroteinrichtung auf, mittels der sich 2D-Daten oder 3D-Daten des Risses 30 aufnehmen lassen.The detection and evaluation device 28 has a detection device 32 on, which is designed for the imaging of the crack. For example, the detection device 32 as a registration unit 34 a camera 36 , a CMOS camera device, a CCD camera device, an X-ray device or an infrared device, by means of which 2D data or 3D data of the crack 30 let record.

Die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung 28 weist weiter eine Auswerteeinrichtung 38 auf, die mit der Erfassungseinrichtung 32 verbunden ist, um die 2D-Daten oder 3D-Daten zu empfangen, und die zur Bestimmung wenigstens eines Rissparameters, wie insbesondere Risslänge, Rissgeschwindigkeit, Rissbeschleunigung, Rissverlauf und/oder Risswinkel, ausgebildet ist. Die Auswerteeinrichtung 28 ist insbesondere in Software implementiert und nutzt im Prinzip bekannte Bilddatenaufbereitungsverfahren, wie z.B. Kantenerkennungsmechanismen, zum Erkennen der Rissparameter.The detection and evaluation device 28 also has an evaluation device 38 on that with the detection device 32 is connected to receive the 2D data or 3D data, and which is designed to determine at least one crack parameter, such as in particular crack length, crack speed, crack acceleration, crack profile and / or crack angle. The evaluation device 28 is especially implemented in software and uses known in principle Image data processing methods, such as edge detection mechanisms, for detecting the crack parameters.

Die Steuervorrichtung 12 weist Steuerroutinen auf, mittels denen die Lastaufbringungseinrichtung 14 anhand der erfassten Rissparameter geregelt wird. Dies wird im Folgenden anhand von unterschiedlichen Beispielen für Rissfortschrittsversuche näher erläutert.The control device twelve has control routines by means of which the load application device 14 is controlled by the detected crack parameters. This will be explained in more detail below by means of different examples of crack propagation tests.

Der Prüfkörper 16 wird beispielsweise formschlüssig mit den Einspannmechanismen 20, 22 mit Aktoren der Lastaufbringungseinrichtung 14 verbunden. Die Aktoren, welche beispielsweise als Hydraulikservozylinder oder elektromotorisch betriebene Spindeltriebe ausgeführt sein können, sind dazu ausgebildet, eine Last auf den Prüfkörper aufzubringen.The test piece 16 For example, is form-fitting with the clamping mechanisms 20 . 22 with actuators of the load application device 14 connected. The actuators, which may be embodied, for example, as hydraulic servo cylinders or motor-driven spindle drives, are designed to apply a load to the test body.

Bei einem Standardversuch, wie er beispielsweise in 2 dargestellt wird (z.B. nach ASTEM E647), wird eine Belastung nur in einer Lastrichtung (z.B. erste Lastrichtung 26) aufgebracht. Die Belastung wird mit einer Amplitude oder einer Prüflast und einer Prüffrequenz aufgebracht, wobei die Steuervorrichtung 12 dazu ausgebildet ist, diese Versuchsparameter zu steuern. Bei einem Standardversuch sind nur bestimmte Rissabweichungen senkrecht zur Belastungsrichtung (erste Lastrichtung 26) erlaubt. Die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung 28 ist dazu ausgebildet, die Abweichung bzw. den Risswinkel genau zu erfassen. Werden dabei Toleranzwerte überschritten, stoppt die Steuervorrichtung 12 gegebenenfalls den Versuch frühzeitig. Dadurch wird die Gesamtversuchszeit erheblich gesenkt.In a standard experiment, such as in 2 is displayed (eg according to ASTEM E647), a load is only in one load direction (eg first load direction 26 ) applied. The load is applied with an amplitude or a test load and a test frequency, wherein the control device twelve is designed to control these experimental parameters. In a standard test only certain cracks are perpendicular to the load direction (first load direction 26 ) allowed. The detection and evaluation device 28 is designed to accurately detect the deviation or the crack angle. If tolerance values are exceeded, the control device stops twelve if necessary, try early. This significantly reduces the overall test time.

Die Steuervorrichtung soll anhand bestimmter im Prüfverlauf zunehmender Größen (beispielsweise Zyklenzahl, Risslänge) regeln und die Versuchsparameter nach vorher definierter Vorgabe anpassen. Es sollen hierbei beispielsweise die Prüffrequenz, Prüflast, Torsion, Schub, Scherung, Temperatur des Prüfkörpers, Druck des Umgebungsmediums, Temperatur des Umgebungsmediums, Atmosphärenzusammensetzung, Feuchte, Bestrahlung und das Spannungsverhältnis geregelt werden.The control device should regulate based on certain variables increasing in the course of the test (for example number of cycles, crack length) and adapt the test parameters according to a previously defined specification. Here, for example, the test frequency, test load, torsion, thrust, shear, temperature of the test specimen, pressure of the ambient medium, temperature of the ambient medium, atmospheric composition, humidity, irradiation and the voltage ratio are to be regulated.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerte- und Erfassungseinrichtung dazu fähig, die Zyklenzahl zu erfassen. Hierzu ist beispielsweise eine (nicht dargestellte) Schnittstelle zum Erhalt von Daten über die anliegende Prüffrequenz und ein Zähler zum Erhalt der Zyklenzahl aus der Prüffrequenz (z.B. mittels Zeiterfassung oder einfach mittels Zählen der Zyklen) vorgesehen. Die erfasste Zyklenzahl kann zusätzlich oder alternativ zu den Rissparametern als Größe vorgesehen werden, anhand derer die Regelung der Versuchsparameter erfolgt.In a particularly preferred embodiment, the evaluation and detection device is capable of detecting the number of cycles. For this purpose, for example, an interface (not shown) is provided for obtaining data on the applied test frequency and a counter for obtaining the number of cycles from the test frequency (for example by means of time recording or simply by counting the cycles). The detected number of cycles can be provided in addition to or as an alternative to the crack parameters as a variable, on the basis of which the control of the test parameters takes place.

Weiter ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Rissfortschrittsversuchsvorrichtung 10 zur Durchführung eines Mixed-Mode-Versuchs fähig. Hierbei kann der Prüfkörper in einem ersten Modus, der in 2 angedeutet ist, in einer ersten Lastrichtung 26 und in einem zweiten Modus, der in 3 angedeutet ist, in einer zweiten Lastrichtung 27 belastet werden. Der Mixed-mode-Versuch kann vollautomatisiert durchgeführt werden. Der Mixed-Mode-Versuch ist ein Rissfortschrittsversuch mit verschiedenen Mode I (2) zu Mode II (3) Verhältnissen. Unter Mode I wird hier die Zugbelastung und unter Mode II wird hier die Schubbelastung verstanden.Furthermore, a particularly preferred embodiment of the crack propagation test device 10 capable of performing a mixed-mode experiment. In this case, the test specimen in a first mode, the in 2 is indicated, in a first load direction 26 and in a second mode, in 3 is indicated, in a second load direction 27 be charged. The mixed-mode experiment can be carried out fully automatically. The mixed-mode experiment is a crack propagation experiment with different Mode I ( 2 ) to Mode II ( 3 ) Ratios. Under Mode I here is the tensile load and Mode II is understood here as the thrust load.

Bei den unterschiedlichen Rissfortschrittsversuchen kann eine Anpassung der Versuchsparameter (wie insbesondere Amplitude, Last oder Prüffrequenz) z.B. auf Basis der erfassten Risslänge, Rissfortschrittsgeschwindigkeit, Rissbeschleunigung, des Risswinkels (Rissverlaufs) und/oder der Zyklenzahl erfolgen. Dies wird im Folgenden anhand mehrerer Beispiele verdeutlicht.In the various crack propagation tests, adaptation of the experimental parameters (such as, in particular, amplitude, load or test frequency) may be performed, for example. on the basis of the detected crack length, crack propagation speed, crack acceleration, the crack angle (crack profile) and / or the number of cycles. This will be clarified below by means of several examples.

In 1 und 29 sind Beispiele für mögliche Regelkreise 40 dargestellt. Als Prüfkörper 16 ist z.B. ein Rissfortschrittsprobe 42 vorgesehen, die aus einem zu überprüfenden Material oder Materialaufbau gebildet ist und eine Kerbe 44 aufweist, an der sich ein Riss 30 ausbildet, der entsprechend auszuwerten ist. Die Rissfortschrittsprobe 42 ist in die Zugprüfmaschine 18 eingespannt und wird mit der Erfassungseinrichtung 32 erfasst. Die Erfassungseinrichtung 32 ist beispielsweise als optisches Messsystem 46 ausgebildet. Anstatt des optischen Messsystems 46 können selbstverständlich auch andere Messmittel wie z.B. Röntgeneinrichtungen (z.B. eine CNC-Röntgenprüfanlage, wie sie von der Fill Gesellschaft m.b.H., Österreich erhältlich ist) verwendet werden.In 1 and 29 are examples of possible control circuits 40 shown. As test specimen 16 is for example a crack progression test 42 provided, which is formed from a material or material structure to be checked and a notch 44 at which there is a crack 30 training, which must be evaluated accordingly. The crack advance test 42 is in the tensile testing machine 18 clamped and is with the detection device 32 detected. The detection device 32 is for example as an optical measuring system 46 educated. Instead of the optical measuring system 46 Of course, other measuring equipment such as X-ray equipment (eg a CNC X-ray inspection system, as it is available from Fill Gesellschaft mbH, Austria) can be used.

Die Erfassungseinrichtung 32 liefert über eine erste Signalverbindung 48 (drahtgebunden oder drahtlos) die erfassten Daten an die Auswerteeinrichtung 38, die z.B. als Gerät zur Datenaufbereitung ausgebildet ist und dazu ausgebildet ist, aus diesen Daten über bekannte Methoden zur Bilderkennung die Risslänge, die Rissgeschwindigkeit und/oder den Risswinkel zu bestimmen. Weiter ist die Auswerteeinrichtung 38 dazu fähig, die Erfassungseinrichtung 32, insbesondere hinsichtlich Datenrate oder dergleichen zu steuern.The detection device 32 provides via a first signal connection 48 (wired or wireless) the collected data to the evaluation 38 , which is designed for example as a device for data processing and is adapted to determine from these data via known methods for image recognition, the crack length, the crack speed and / or the crack angle. Next is the evaluation 38 capable of detecting 32 , in particular with regard to data rate or the like to control.

Die Auswerteeinrichtung 38 ist über eine zweite Signalverbindung 50 mit der Zugprüfmaschine 18 verbunden, um abhängig von wenigstens einem der erfassten Rissparameter (gegebenenfalls auch abhängig von der Zyklenzahl) wenigstens einen der Versuchsparameter wie insbesondere Prüflast, Amplitude, Frequenz oder Lastrichtung zu regeln. Die zweite Signalverbindung 50 kann auch zur Übermittlung von Daten über die Zyklenzahl von der Zugprüfmaschine 18 zu der Auswerteeinheit genutzt werden.The evaluation device 38 is via a second signal connection 50 with the tensile testing machine 18 connected to at least one of the experimental parameters such as in particular test load, amplitude, frequency or load direction to control depending on at least one of the detected crack parameters (possibly also depending on the number of cycles). The second signal connection 50 can also for Transmission of data on the number of cycles from the tensile testing machine 18 be used to the evaluation.

Während 1 als Beispiel für die Lastaufbringungseinrichtung 14 eine Zugprüfmaschine 18 zeigt, ist in 27 eine z.B. servohydraulische Prüfmaschine 24 gezeigt, mit der sich aufgrund einer Mehrzahl unterschiedlich ausgerichteter Aktoren 52 Lasten in unterschiedlichen Lastrichtungen 26, 27 auf den Prüfkörper 16 aufbringen lassen.While 1 as an example of the load application device 14 a tensile testing machine 18 shows is in 27 eg a servohydraulic testing machine 24 shown with due to a plurality of differently oriented actuators 52 Loads in different load directions 26 . 27 on the test specimen 16 let raise.

Die Erfassungseinrichtung 34 weist die wenigstens eine Erfassungseinheit 36 auf, welche vorzugsweise auf bildgebenden Verfahren beruht. Hierfür wird insbesondere das optische Messsystem 46 eingesetzt, das beispielsweise eine Kamera 36, eine CMOS- und/oder CCD-Kameraeinrichtung aufweist. Bei anderen, hier nicht näher dargestellten Ausführungsformen ist die Erfassungseinheit eine Röntgeneinrichtung, eine Infraroteinrichtung oder eine Ultraschalleinrichtung. Ebenso sind eine Wirbelstromsensoreinrichtung und Potentialsensoreinrichtung mögliche Ausführungsformen der Erfassungseinheit.The detection device 34 has the at least one detection unit 36 which is preferably based on imaging methods. This is especially the optical measuring system 46 used, for example, a camera 36 , a CMOS and / or CCD camera device. In other embodiments not shown here, the detection unit is an X-ray device, an infrared device or an ultrasound device. Likewise, an eddy current sensor device and potential sensor device are possible embodiments of the detection unit.

Weitere Messsysteme sind beispielsweise Infrarotkamera, Ultraschall, Wirbelstromverfahren, Potentialsonde + Optik.Further measuring systems are, for example, infrared camera, ultrasound, eddy current method, potential probe + optics.

Die Messung mit einer Röntgeneinrichtung würde eine dreidimensionale Abbildung des Risses 30 liefern. Eine zweidimensionale Abbildung ist jedoch hierbei ableitbar. Ein Vorteil der Röntgeneinrichtung ist, dass der Rissverlauf im Material beobachtet werden kann. Ähnliches kann mit einer Ultraschallerfassungseinrichtung bewerkstelligt werden.The measurement with an X-ray device would be a three-dimensional image of the crack 30 deliver. However, a two-dimensional mapping is derivable here. An advantage of the X-ray device is that the crack course in the material can be observed. The same can be done with an ultrasonic detection device.

Die Erfassungseinrichtung 32 ist mit der Auswerteeinrichtung 38 beispielsweise über eine Signalverbindung 48 gekoppelt. Vorzugsweise ist weiter vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung 32 durch die Auswerteeinrichtung 38 steuerbar ist. Somit können beispielsweise Reaktionsparameter hinsichtlich der Datenaufzeichnung wie beispielsweise Bilder pro Sekunde automatisiert angepasst werden.The detection device 32 is with the evaluation device 38 for example via a signal connection 48 coupled. Preferably, it is further provided that the detection device 32 through the evaluation device 38 is controllable. Thus, for example, reaction parameters with respect to data recording such as images per second can be automatically adjusted.

Die Auswerteeinrichtung 38 kann beispielsweise als integrierter Schaltkreis einer Datenaufbereitungsanlage ausgeführt sein, der dazu ausgebildet ist, von der Erfassungseinheit 34 erhaltene Daten auszuwerten und entsprechend weiter zu verarbeiten. Je nach Auswerteergebnis gibt die Auswerteeinrichtung 38 ein Signal aus, welches über die zweite Signalverbindung 50 an eine Antriebssteuerung der Lastaufbringungseinrichtung 14 übermittelt wird. Die Antriebssteuerung kann darauffolgend die Ansteuerung der Aktoren 28 an die von der Auswerteeinrichtung 38 mitgeteilten Forderungen anpassen, wie beispielsweise die Prüflast verringern.The evaluation device 38 For example, it may be implemented as an integrated circuit of a data processing system that is designed to be part of the detection unit 34 evaluate received data and continue to process accordingly. Depending on the evaluation result, the evaluation device is available 38 a signal which, via the second signal connection 50 to a drive control of the load application device 14 is transmitted. The drive control can subsequently control the actuators 28 to the of the evaluation 38 adjust reported receivables, such as reducing the test load.

2 und 3 zeigen ein Beispiel für den Prüfkörper 16. Der Werkstoff des Prüfkörpers 16 kann beispielsweise ein metallischer oder ein nichtmetallischer Werkstoff wie beispielsweise Kunststoff oder Gummi sein. Der Prüfkörper 16 weist eine Kerbe 44 auf. Zur Aufnahme des Prüfkörpers 16 durch die Einspannmechanismen 20, 22 sind Befestigungsbereiche vorgesehen, beispielsweise Löcher 54, durch welche Befestigungsmittel der Einspannmechanismen 20, 22 eingreifen können. Im sog. Fall „Mode I“, welcher in 2 dargestellt ist, wird die Last entsprechend der angegebenen Pfeile, welche die erste Lastrichtung 26 darstellen, entsprechend aufgebracht. 2 and 3 show an example of the test specimen 16 , The material of the test specimen 16 may be, for example, a metallic or a non-metallic material such as plastic or rubber. The test piece 16 has a notch 44 on. For holding the test specimen 16 through the clamping mechanisms 20 . 22 are provided attachment areas, such as holes 54 through which fastening means of the clamping mechanisms 20 . 22 can intervene. In the so-called case "Mode I", which in 2 is shown, the load according to the indicated arrows, which is the first load direction 26 represent, applied accordingly.

In 3 ist entsprechend 2 der Fall „Mode II“ dargestellt, bei welchem die Last in der zweiten Lastrichtung 27 aufgebracht wird.In 3 is appropriate 2 the case "Mode II" shown, in which the load in the second load direction 27 is applied.

Durch eine Änderung der Lasteinbringung in einer ersten Lastrichtung 26 und der Lasteinbringung in einer zweiten Lastrichtung 27 kann ein Spannungsverhältnis erzeugt werden, wobei die erste Lastrichtung 26 sich von der zweiten Lastrichtung 27 durch einen bestimmten Winkel unterscheidet. Dies wird beim sog. Mixed-Mode-Versuch angewendet. Dieser ist ebenfalls vollautomatisiert durchführbar. Der Mixed-Mode-Versuch ist ein Rissfortschrittsversuch mit verschiedenen Mode-II zu Mode-I-Verhältnissen. Unter Mode-I wird die Lasteinbringung auf den Prüfkörper in der ersten Lastrichtung verstanden, analog hierzu wird bei Mode-II die Lasteinbringung in einer zweiten Lastrichtung verstanden.By changing the load application in a first load direction 26 and the load application in a second load direction 27 a voltage ratio can be generated, wherein the first load direction 26 from the second load direction 27 differs by a certain angle. This is used in the so-called mixed-mode experiment. This is also fully automated feasible. The mixed-mode trial is a crack progression trial with various Mode II to Mode I ratios. Mode I is the load application to the test specimen in the first load direction, analogously to this, in the case of mode II, the load introduction is understood in a second load direction.

Mit dem Mode-I-Prüfversuch wird der Prüfkörper auf Zug, mit dem Mode-II-Prüfversuch auf Schub und mit einem Mode-III-Prüfversuch auf Scherung beansprucht.With the Mode I test, the test piece is subjected to tension, the Mode II test to shear, and a Mode III test to shear.

Die 4-19 sind Fotografien eines ersten Beispiels für einen Rissverlauf während eines Rissfortschrittsversuchs. Bei diesem Beispiel erfolgt der Rissverlauf senkrecht zur Belastungsrichtung (d.h. der Lastrichtung). Diese Art des Rissfortschrittes könnte im Prinzip noch über eingangs erwähnte bekannte Verfahren berechnet werden. Mit der hier vorliegenden Steuervorrichtung erfolgt hingegen keine derartige indirekte Bestimmung durch Berechnung, sondern eine Erfassung in Echtzeit, so dass auch eine Regelung des Rissfortschrittsversuchs möglich ist. So können beispielsweise Amplitude und Frequenz der Lastaufbringung entsprechend der Risslänge oder entsprechend der Rissgeschwindigkeit geregelt werden.The 4-19 are photographs of a first example of a crack course during a crack propagation test. In this example, the crack course is perpendicular to the load direction (ie, the load direction). This type of crack propagation could, in principle, be calculated using known methods mentioned at the outset. With the control device present here, however, no such indirect determination by calculation, but a detection in real time, so that a control of the crack propagation test is possible. For example, the amplitude and frequency of the load application can be regulated according to the crack length or according to the crack speed.

In 4 ist die Vorderseite eines eingespannten Prüfkörpers vor dem Test dargestellt. In 5 ist die Rückseite eines eingespannten Prüfkörpers vor dem Test dargestellt. 6 zeigt die Vorderseite und 7 die Rückseite nach 478 Zyklen. 8 zeigt die Vorderseite und 9 die Rückseite nach 2557 Zyklen. 10 zeigt die Vorderseite und 11 die Rückseite nach 3577 Zyklen. 12 zeigt die Vorderseite und 13 die Rückseite nach 4539 Zyklen. 14 zeigt die Vorderseite und 15 die Rückseite nach 5229 Zyklen. 16 zeigt die Vorderseite und 17 die Rückseite nach 5573 Zyklen. 18 zeigt die Vorderseite und 19 die Rückseite nach 5790 Zyklen. Ein Vergleich der Fotografien zeigt hier einen gut messbaren geradlinigen Verlauf des Risses 30. Es ist kein Abbruch wegen Abweichung des Risses notwendig.In 4 the front of a clamped specimen is shown before the test. In 5 the back of a clamped specimen is shown before the test. 6 shows the front and 7 the back after 478 cycles. 8th shows the front and 9 the back after 2557 cycles. 10 shows the front and 11 the back after 3577 cycles. twelve shows the front and 13 the back after 4539 cycles. 14 shows the front and 15 the back after 5229 cycles. 16 shows the front and 17 the back after 5573 cycles. 18 shows the front and 19 the back after 5790 cycles. A comparison of the photographs shows here a well measurable rectilinear course of the crack 30 , It is not necessary to cancel because of deviation of the crack.

20-24 zeigen ein Beispiel für einen Rissfortschrittsversuch, bei dem der Riss 30 von der Senkrechten zur Lastrichtung 26 abweicht. Es ist die Entwicklung eines 2D-Risses in Abhängigkeit der Anzahl der Zyklen anhand von Fotografien dargestellt. Der von der Senkrechten zur Belastungsrichtung abweichende Rissfortschritt kann mit der Erfassungs- und Auswerteeinrichtung 28 bestimmt werden. Bei der Durchführung eines Standardversuches kann der Versuch bei Abweichung von der vorgegebenen Toleranz vorzeitig abgebrochen werden. Der Versuch zeigt dann eine unzulässige Rissfortschreitung in der untersuchten Probe. Die 20 bis 24 zeigen die Rückseiten des Prüfkörpers bei 0 Zyklen, nach 878881 Zyklen, nach 1386898 Zyklen, nach 1503210 Zyklen und nach 1677083 Zyklen. Durch Spiegelung ist in dem Prüfkörper das Objektiv des optischen Messsystems 46 zu erkennen. Damit kann der Rissverlauf erfasst und bestimmt werden und auch zur Regelung des Rissfortschrittversuchs herangezogen werden. 20-24 show an example of a crack propagation test in which the crack 30 from the perpendicular to the load direction 26 differs. It is the development of a 2D crack depending on the number of cycles represented by photographs. The deviating from the perpendicular to the loading direction crack propagation can with the detection and evaluation 28 be determined. When carrying out a standard test, the test can be prematurely terminated if it deviates from the specified tolerance. The experiment then shows an inadmissible crack propagation in the examined sample. The 20 to 24 show the backs of the specimen at 0 cycles, after 87,881 cycles, after 138,668 cycles, after 150,332 cycles, and after 16,77083 cycles. Reflection in the specimen is the objective of the optical measuring system 46 to recognize. Thus, the crack profile can be detected and determined and also used to control the crack propagation test.

19 zeigt demnach einen eindimensionalen Riss 30a und 24 zeigt einen zweidimensionalen Riss 30b. Beide Rissarten sind durch die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung 28 hinsichtlich ihrer unterschiedlichen Parameter erfassbar. 19 shows therefore a one-dimensional crack 30a and 24 shows a two-dimensional crack 30b , Both types of crack are through the detection and evaluation 28 detectable in terms of their different parameters.

25 und 26 zeigen ein Beispiel für eine mögliche Regelungsaufgabe. In 25 ist ein Prüfkörper 16 zu Beginn (nach 0 Zyklen) eines Rissfortschrittsversuchs dargestellt. Im weiteren Verlauf des Rissfortschrittsversuchs weicht der Rissverlauf von der Senkrechten der Belastungsrichtung ab. 26 zeigt einen abweichenden Rissverlauf nach 878881 Zyklen. Der abweichende Rissverlauf wird von der Steuervorrichtung 10 anhand der von der Erfassungseinrichtung 32 aufgezeichneten Bilder erkannt. Die für den Versuch relevanten Versuchsparameter (beispielsweise Prüffrequenz, Prüflast, Torsion, Schub, Scherung, Temperatur des Prüfkörpers, Druck des Umgebungsmediums, Temperatur des Umgebungsmediums, Atmosphärenzusammensetzung, Feuchte, Bestrahlung und das Spannungsverhältnis) werden entsprechend angepasst und/oder geregelt. 25 and 26 show an example of a possible control task. In 25 is a test piece 16 at the beginning (after 0 cycles) of a crack propagation test. In the course of the crack propagation test, the course of the crack deviates from the vertical of the loading direction. 26 shows a different crack pattern after 878881 cycles. The deviating crack profile is determined by the control device 10 on the basis of the detection device 32 recorded images detected. The test parameters relevant for the test (for example test frequency, test load, torsion, thrust, shear, temperature of the test specimen, pressure of the ambient medium, temperature of the ambient medium, atmospheric composition, humidity, irradiation and the stress ratio) are adapted and / or regulated accordingly.

27 zeigt ein weiteres Beispiel für eine mögliche Regelungsaufgabe. Der Rissverlauf wird durch eine automatisierte Anpassung der relevanten Versuchsparameter (beispielsweise Prüffrequenz, Prüflast, Torsion, Schub, Scherung, Temperatur des Prüfkörpers, Druck des Umgebungsmediums, Temperatur des Umgebungsmediums, Atmosphärenzusammensetzung, Feuchte, Bestrahlung und Spannungsverhältnis) anhand der optischen Risserfassung in einen definierten Verlauf gebracht (siehe schwarze Linie). 27 shows another example of a possible control task. The crack progression is controlled by automated adaptation of the relevant test parameters (eg test frequency, test load, torsion, thrust, shear, temperature of the test specimen, pressure of the ambient medium, ambient medium temperature, atmospheric composition, humidity, irradiation and stress ratio) based on optical crack detection brought (see black line).

In 28 ist eine Prinzipskizze eines Prüfkörpers 16 mit einem 1D- und ein 2D-Riss 30a, 30b dargestellt. Der Prüfkörper 16 weist im linken Bereich eine Kerbe 44 auf, die durch eine bestimmte Rissöffnung 62 spezifiziert ist, welche durch zwei Richtungsbasislinien 64 begrenzt werden. Ferner weist der Prüfkörper 16 oberhalb und unterhalb der Kerbe Löcher 54 auf.In 28 is a schematic diagram of a specimen 16 shown with a 1D and a 2D crack 30a, 30b. The test piece 16 has a notch in the left area 44 on that through a certain crack opening 62 which is specified by two directional baselines 64 be limited. Furthermore, the specimen 16 above and below the notch holes 54 on.

Die Kerbe 44 weist im rechten Bereich eine Kerbenspitze 66 auf, wobei sich im Bereich der Kerbenspitze 66 ein Startpunkt 68 befindet. Von diesem Startpunkt ausgehend kann ein Riss 30 in Abhängigkeit der Versuchsparameter in den Prüfkörper fortschreiten.The score 44 has a notch tip in the right area 66 on, being in the area of the notch tip 66 a starting point 68 located. Starting from this starting point, a crack 30 proceed as a function of the test parameters in the test specimen.

Anschließend an die Kerbe befinden sich zwei Grenzlinien 70, welche zu der Richtungsbasislinien 64 der Kerbe 44 parallel verlaufende Linien darstellen und einen Toleranzbereich 72 markieren.After the notch there are two borderlines 70 leading to the directional baselines 64 the score 44 represent parallel lines and a tolerance range 72 to mark.

Für eine Erfassung des Risses 30 ist es sinnvoll, dass der die Erfassungs- und Auswerteeinheit 28 eine Messbasis 78 (Anfangspunkt der Messung für die Länge) und eine Richtungsbasis (Vergleichsrichtung für den Rissverlauf) vorgegeben wird. Mit Hilfe einer Richtungsbasis kann von einem aufgenommenen Bild der Winkel und/oder die Richtung ermittelt werden. Der Riss 30 wird darauffolgend mit dieser Richtung verglichen. Die Richtungsbasis kann beispielsweise durch die Richtungsbasislinie 64 dargestellt sein.For a detection of the crack 30 it makes sense that the the detection and evaluation unit 28 a measuring base 78 (Starting point of the measurement for the length) and a direction base (comparison direction for the crack course) is given. With the aid of a directional base, the angle and / or the direction can be determined from a recorded image. The crack 30 is subsequently compared with this direction. The directional base may be, for example, the directional baseline 64 be shown.

Von einem Startpunkt 68 kann die Risslänge 74 und der Risswinkel 76 von einem aufgenommenen Bild ermittelt werden. Der Startpunkt 68 kann auch erst nach einer bestimmten Risslänge 74 beginnen.From a starting point 68 can the crack length 74 and the crack angle 76 from a captured image. The starting point 68 can also only after a certain crack length 74 kick off.

Beginnend von dem Startpunkt 68 aus sind zwei Risse 30 schematisch dargestellt. Ein Riss 30 weist jeweils die Rissparameter Risslänge 74, Rissverlauf 60 sowie Risswinkel 76 auf.Starting from the starting point 68 out are two cracks 30 shown schematically. A crack 30 each has the crack parameters crack length 74 , Crack course 60 as well as crack angle 76 on.

Die Risslänge 74 ist die zurückgelegte Wegstrecke vom Startpunkt 68 aus über den Rissverlauf gemessen bis zu seinem Ende im Prüfkörper 16.The crack length 74 is the distance traveled from the starting point 68 from measured over the course of the crack to its end in the test specimen 16 ,

Der Risswinkel 76 gibt den Winkel an, unter der ein Riss 30 von der Richtungsbasislinie abgewinkelt verläuft. The crack angle 76 indicates the angle under which a crack 30 from the directional baseline angled runs.

Der Rissverlauf 60 zeigt an, welche Form der Riss angenommen hat. Die Rissgeschwindigkeit gibt die Geschwindigkeit in Weg pro Zeiteinheit an, innerhalb welcher sich ein Riss in den Prüfkörper ausbreitet.The crack course 60 indicates which shape the crack has assumed. Crack speed indicates the speed in path per unit time within which a crack propagates into the specimen.

Die Rissbeschleunigung gibt den Wert an, mit welchem sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit pro Zeiteinheit erhöht.The crack acceleration indicates the value with which the propagation velocity increases per unit time.

An dem Prüfkörper 16 sind zwei unterschiedliche Risse 30 dargestellt, wobei Riss 30a einen 1D-Riss darstellt (durchgehende Linie, Rissverlauf A) und 30b einen 2D-Riss (Strich-Punkt-Linie, Rissverlauf B) darstellt. Beide Risse 30a, 30b können mit der Erfassungs- und Auswerteeinrichtung 28 erfasst und ausgewertet werden. Nachfolgend werden 1D- und 2D-Riss 30a, 30b näher erläutert.On the specimen 16 are two different cracks 30 shown, with crack 30a represents a 1D crack (solid line, crack profile A) and 30b represents a 2D crack (dash-dot line, crack profile B). Both cracks 30a . 30b can with the detection and evaluation 28 recorded and evaluated. Hereinafter, 1D and 2D crack 30a, 30b will be explained in more detail.

Zeichnet sich somit ein Riss 30 dadurch aus, dass dieser mit seiner vollen Risslänge sich innerhalb des Toleranzbereichs befindet, so wird der Riss 30 von der Auswerteeinrichtung 38 als 1D-Riss 30a eingestuft und der Rissfortschrittsversuch ist gültig. Unter einem 1D-Riss 30a wird somit ein Riss nahezu senkrecht zur ersten Lastrichtung 26 verstanden.Thus draws a crack 30 Due to the fact that with its full crack length is within the tolerance range, so the crack 30 from the evaluation device 38 classified as 1D crack 30a and the crack propagation test is valid. Thus, under a 1D crack 30a, a crack becomes almost perpendicular to the first load direction 26 Understood.

Ein 2D-Riss hingegen kann von einem Rissverlauf 60, welcher nahezu senkrecht zur ersten Lastrichtung 26 verläuft, abweichen. Durch werkstoffspezifische Eigenschaften wie beispielsweise Materialfehler kann es sein, dass ein Rissverlauf 60 während eines Rissfortschrittsversuchs abbiegt und einen bestimmten Risswinkel 76 einschlägt. Befindet sich der Riss 30 mit der gesamten Risslänge 74 innerhalb des Toleranzbereichs 72, so erfolgt die Klassierung des Risses 30 zu einem 1D-Riss 30a. Verlässt der Riss 30 während des Rissfortschrittsversuchs den Toleranzbereich 72, so wird der Riss als ein 2D-Riss 30b eingestuft. Kann keine Korrektur des Rissverlaufs 60 durch eine Regelung erfolgen, so kann der Rissfortschrittsversuch durch die Steuervorrichtung 12 gestoppt werden.A 2D crack, on the other hand, can be caused by a crack 60 which is almost perpendicular to the first load direction 26 runs, deviate. Due to material-specific properties such as material defects, it may be that a crack course 60 during a crack propagation test and a certain crack angle 76 strikes. Is the crack 30 with the total crack length 74 within the tolerance range 72 , then the classification of the crack takes place 30 to a 1D crack 30a. Leaves the crack 30 during the crack propagation test the tolerance range 72 Thus, the crack is classified as a 2D crack 30b. Can not correct the crack history 60 take place by a control, the crack propagation test by the control device twelve being stopped.

Während bisher lediglich eine kontrollierte Messung möglich war, was eine Messung ist, bei der der Versuch nach einer bestimmten Risslänge und/oder Rissabweichung manuell angehalten wird, ist nun eine geregelte Messung ermöglicht, bei der auf die jeweilige Risslänge und/oder Rissabweichung reagiert wird, beispielsweise, dass die Amplitude verändert wird.While previously only a controlled measurement was possible, which is a measurement in which the experiment is stopped manually after a certain crack length and / or crack deviation, a controlled measurement is now possible in which reacts to the respective crack length and / or crack deviation, for example, that the amplitude is changed.

Die Toleranz für eine Abweichung ist beispielsweise in der Auswerteeinrichtung 38 abspeicherbar oder können durch selbstlernende Systeme direkt von einem Computer festgelegt werden.The tolerance for a deviation is, for example, in the evaluation device 38 can be stored or set by self-learning systems directly from a computer.

29 zeigt eine weitere Ausführungsform der Rissfortschrittsversuchsvorrichtung 10. Im Unterschied zur Ausführungsform, welche in 1 beschrieben ist, weist die Lastaufbringungseinrichtung 14 mehrdimensionale Aktoren 52 auf, die ausgebildet sind, unterschiedliche Lasten (beispielsweise gleiche oder unterschiedliche Größen, Richtungen und/oder Kombinationen davon) in Form von Zug, Druck, Torsion und Schub auf den Prüfkörper 16 aufzubringen. Beispielhaft wirken bei der in 29 dargestellten Ausführungsform Lasten in Form von Torsion 80 und Zugkraft 82 auf den Prüfkörper 16 ein. Die Aktoren 52 sind über jeweils einen ersten und einen zweiten Einspannmechanismus 20, 22 mit dem Prüfkörper 16 verbunden. 29 shows another embodiment of the crack propagation test apparatus 10 , In contrast to the embodiment, which in 1 is described, the load application device 14 multidimensional actuators 52 formed, different loads (for example, the same or different sizes, directions and / or combinations thereof) in the form of train, pressure, torsion and thrust on the specimen 16 applied. Exemplary act in the in 29 illustrated embodiment loads in the form of torsion 80 and traction 82 on the test specimen 16 one. The actors 52 are each via a first and a second clamping mechanism 20 . 22 with the test piece 16 connected.

Ferner kann bei dieser Ausführungsform die Auswerte- und Erfassungseinheit 28 in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sein.Furthermore, in this embodiment, the evaluation and detection unit 28 be integrated in a common housing.

30 zeigt eine weitere Ausführungsform der Rissfortschrittsversuchsvorrichtung 10. Bei dieser Ausführungsform kann der Prüfkörper 16 in einer Prüfkammer 84 angeordnet sein, wobei die Prüfkammer 84 ein Medium 86 aufweist. Das Medium 86 kann beispielsweise ein Fluid sein, wie beispielsweise ein Gas, Gasmischungen, eine Flüssigkeit und/oder Flüssigkeitsgemische. 30 shows another embodiment of the crack propagation test apparatus 10 , In this embodiment, the test specimen 16 in a test chamber 84 be arranged, the test chamber 84 a medium 86 having. The medium 86 For example, it may be a fluid, such as a gas, gas mixtures, a liquid and / or liquid mixtures.

An die Prüfkammer 84 ist eine Druckbeeinflussungseinrichtung 100 angeschlossen, mittels der sich der Druck innerhalb der Prüfkammer 84 einstellen lässt. Die Druckbeeinflussungseinrichtung 100 kann eine Pumpe 102, ein Stellventil 104, ein Druckreservoir 106, wie z.B. Druckgasflasche usw. aufweisen. Die Druckbeeinflussungseinrichtung 100 ist an die Steuervorrichtung 12 angeschlossen, so dass der Druck innerhalb der Prüfkammer 84 mittels der Steuervorrichtung 12 gesteuert und auch abhängig von Rissparametern und insbesondere auch abhängig von Versuchsparametern, wie Zeit, Zyklenzahl, Frequenz, geregelt werden kann.To the test chamber 84 is a pressure-influencing device 100 connected, by means of which the pressure within the test chamber 84 can be set. The pressure-influencing device 100 can a pump 102 , a control valve 104 , a pressure reservoir 106 , such as compressed gas cylinder, etc. have. The pressure-influencing device 100 is to the control device twelve connected so that the pressure within the test chamber 84 by means of the control device twelve controlled and also depending on crack parameters and in particular also dependent on experimental parameters, such as time, number of cycles, frequency, can be controlled.

Weiter ist an die Prüfkammer 84 eine Umgebungsmediumsbeeinflussungseinrichtung 108 zur Beeinflussung der Art, der Zusammensetzung und/oder des Zustands der Umgebungsmediums angeschlossen. Z.B. kann die Druckbeeinflussungseinrichtung 100 Teil der Umgebungsmediumsbeeinflussungseinrichtung 108 sein. Z.B. sind unterschiedliche Mediumsreservoire, wie insbesondere die Druckgasflaschen, und ein Auswahlventil 110 vorgesehen, mittels der sich unterschiedliche Medienzusammensetzungen innerhalb der Prüfkammer 84 erzeugen lassen. Weiter ist als Beispiel ein Fluidreservoir 112 dargestellt, mittels der ein oder mehrere flüssige Medien beispielsweise über ein Ventil 113 in die Prüfkammer eingeleitet werden können. Auch ein Ablassventil zum Ablassen von Medien (nicht dargestellt) kann vorgesehen sein.Next is the test chamber 84 an ambient medium influencing device 108 connected to influence the nature, composition and / or state of the ambient medium. For example, the pressure influencing device 100 Part of the ambient medium influencing device 108 be. For example, different medium reservoirs, in particular the compressed gas cylinders, and a selector valve 110 provided by means of different media compositions within the test chamber 84 let generate. Further, as an example, a fluid reservoir 112 represented by means of one or more liquid media, for example via a valve 113 in the Test chamber can be initiated. Also, a drain valve for draining media (not shown) may be provided.

Auch die Umgebungsmediumsbeeinflussungseinrichtung 108 ist an die Steuervorrichtung 12 angeschlossen und durch diese steuerbar und abhängig von anderen Parametern auch regelbar.Also the ambient medium influencing device 108 is to the control device twelve connected and controllable by these and also dependent on other parameters.

Die Prüfkammer 84 ist dazu ausgebildet, in Zusammenwirkung von verschiedenen Umgebungsparametern wie beispielsweise Druck des Mediums, Temperatur des Mediums und Feuchte gewünschte Milieus während des Prüfversuchs zu genierieren, um das Korrosionsverhalten des Prüfkörpers 16 zu untersuchen. In der Prüfkammer 84 kann der Prüfkörper 16 einer Strahlung, beispielsweise einer UV-Strahlung ausgesetzt werden, wobei der Prüfköper 16 hierfür mit einer UV-Lichtquelle (nicht dargestellt) bestrahlt wird.The test chamber 84 is designed to genierieren in interaction of various environmental parameters such as pressure of the medium, temperature of the medium and humidity desired environments during the test, the corrosion behavior of the test specimen 16 to investigate. In the test chamber 84 can the specimen 16 a radiation, for example, exposed to UV radiation, wherein the Prüfköper 16 for this purpose, with a UV light source (not shown) is irradiated.

Die Prüfkammer 84 ist ferner dazu ausgebildet, das Medium 86 und/oder den Prüfkörper 16 zu kühlen und/oder zu heizen. Dadurch ist es möglich, temperaturabhängig Versuchsparameter zu regeln. Dies ist in 30 durch eine Temperiereinrichtung 114 angedeutet. Auch die Temperiereinrichtung 114 ist durch die Steuervorrichtung 12 steuerbar und auch abhängig von unterschiedlichen Parametern regelbar.The test chamber 84 is further adapted to the medium 86 and / or the test specimen 16 to cool and / or to heat. This makes it possible to regulate temperature dependent test parameters. This is in 30 indicated by a tempering device 114. Also the tempering device 114 is through the control device twelve controllable and also adjustable depending on different parameters.

Die Prüfkammer 84 kann ferner eine Sensoreinheit 90 aufweisen, wobei die Sensoreinheit 90 beispielsweise einen Temperatursensor und/oder Feuchtesensor aufweist.The test chamber 84 can also be a sensor unit 90 have, wherein the sensor unit 90 For example, has a temperature sensor and / or humidity sensor.

Während eines Rissfortschrittsversuchs werden Versuchskurven oder Lastprofile automatisch gefahren. Versuchskurven oder Lastprofile weisen beispielsweise die Steuerung des Drucks des Mediums, Temperatur des Mediums und/oder des Prüfkörpers 16 und der Prüffrequenz auf, um beispielsweise eine vollständige Flugstrecke in einem Rissfortschrittsversuch zu simulieren.During a crack propagation test, test curves or load profiles are automatically driven. Test curves or load profiles have, for example, the control of the pressure of the medium, the temperature of the medium and / or the test specimen 16 and the test frequency, for example, to simulate a complete flight in a crack propagation test.

Eine Regelung kann beispielsweise wie nachfolgend dargestellt erfolgen: Mittels dem Verändern von Versuchsparametern (beispielsweise Reduzierung der Prüflast, Ändern des Spannungsverhältnisses, und dergleichen) wird automatisch untersucht bei welchem Parameterwerten kein Rissfortschritt mehr erfolgt. Dieser Parameterwert kann ein Wert für die Materialbeständigkeit und die Festigkeit des Prüfkörpers 16 sein.A regulation can be carried out, for example, as follows: By changing test parameters (for example, reducing the test load, changing the stress ratio, and the like), it is automatically investigated at which parameter values no crack propagation occurs. This parameter value can be a value for the material resistance and the strength of the test specimen 16 be.

Z.B. wird durch Steuerung mit der Steuervorrichtung 12 automatisch, die Lastaufbringungseinrichtung 14 bei erhöhter Zyklenzahl mit immer geringerer Last angesteuert, bis kein Rissfortschritt mehr erfolgt, sofern die vorab bestimmte Zyklenzahl, welche maximal erreicht werden darf, nicht bereits überschritten worden ist. Der Riss wird hierfür in Abhängigkeit der Zyklenzahl und der zugehörigen Kraft erfasst.For example, by controlling with the control device twelve automatically, the load application device 14 driven at an increased number of cycles with less and less load until crack propagation no longer occurs, if the predetermined number of cycles, which may be reached maximum, has not already been exceeded. The crack is detected depending on the number of cycles and the corresponding force.

Bei anderen Versuchen kann ein Rissfortschritt abhängig von Frequenz oder abhängig von korrisiven Umgebungsbedingungen untersucht werden. Zur Untersuchung von Proben für Luftfahrzeugmaterialien können auch die Belastungen, die während eines Fluges auf das Luftfahrzeugmaterial einwirken werden, simuliert und der Rissfortschritt automatisch untersucht und ausgewertet werden. Weicht dabei der Riss von seiner vorgegebenen Richtung ab oder sind Rissgeschwindigkeit oder Rissbeschleunigung außerhalb erwünschter Werte, kann der Versuch abgebrochen werden und so angezeigt werden, dass das Material des Prüfkörpers diesem Rissfortschrittsversuch nicht Stand gehalten hat.In other experiments, crack propagation may be investigated depending on frequency or on correlative environmental conditions. In order to study samples for aircraft materials, it is also possible to simulate the stresses which will be exerted on the aircraft material during a flight and to automatically examine and evaluate the crack propagation. If the crack deviates from its predefined direction or if cracking speed or crack acceleration are outside desired values, the test can be terminated and displayed in such a way that the material of the test specimen did not withstand this crack propagation test.

So sind vielfältige neue Möglichkeiten der Rissprüfung eröffnet.This opens up a variety of new possibilities for crack testing.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
RissfortschrittsversuchsvorrichtungCrack propagation test machine
1212
Steuervorrichtungcontrol device
1414
LastaufbringungseinrichtungLoading device
1616
Prüfkörperspecimen
1818
Zugprüfmaschinetensile testing machine
2020
erster Einspannmechanismusfirst clamping mechanism
2222
zweiter Einspannmechanismussecond clamping mechanism
2424
servohydraulische PrüfmaschineServohydraulic testing machine
2626
erste Lastrichtungfirst load direction
2727
zweite Lastrichtungsecond load direction
2828
Erfassungs- und AuswerteeinrichtungDetection and evaluation device
3030
RissCrack
30a 130a 1
D-RissD plan
30b30b
2D-Riss2D plan
3232
Erfassungseinrichtungdetector
3434
Erfassungseinheitacquisition unit
3636
Kameracamera
3838
Auswerteeinrichtungevaluation
4040
Regelkreisloop
4242
RissfortschrittsprobeCrack propagation test
4444
Kerbescore
4646
optisches Messsystemoptical measuring system
4848
erste Signalverbindungfirst signal connection
5050
zweite Signalverbindungsecond signal connection
52 52
Aktoractuator
5454
Lochhole
6060
Rissverlaufcrack path
6262
Rissöffnungcrack opening
6464
RichtungsbasislinieTowards baseline
6666
Kerbenspitzenotch tip
6868
Startpunktstarting point
7070
Grenzlinieboundary line
7272
Toleranzbereichtolerance
7474
Risslängecrack length
7676
Risswinkelcrack angle
7878
Messbasismeasuring base
8080
Torsiontorsion
8282
Zugkrafttraction
8484
Prüfkammertest chamber
8686
Mediummedium
9090
Sensoreinheitsensor unit
100100
DruckbeeinflussungseinrichtungPressure influencing device
102102
Pumpepump
104104
StellventilControl valve
106106
Druckreservoirpressure reservoir
108108
UmgebungsmediumsbeeinflussungseinrichtungAmbient medium influencing device
110110
Auswahlventilselector valve
112112
Fluidreservoirfluid reservoir
113113
VentilValve
114114
Temperiereinrichtungtempering

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2008/148480 A1 [0003]WO 2008/148480 A1 [0003]
  • WO 2010/043516 A1 [0003]WO 2010/043516 A1 [0003]
  • DE 102007007901 A1 [0004]DE 102007007901 A1 [0004]
  • DE 202009013264 U1 [0004]DE 202009013264 U1 [0004]

Claims (15)

Steuervorrichtung (12) zum Steuern einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung (10) zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen, umfassend eine Erfassungs- und Auswerteeinrichtung (28) zum Erfassen eines Risses (30, 30a, 30b) an einem Prüfkörper (16) sowie zum Auswerten des Risses (30, 30a, 30b), wobei die Steuervorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, eine Lastaufbringungseinrichtung (14) der Rissfortschrittsversuchsvorrichtung (10) zu regeln.A control device (12) for controlling a crack propagation test device (10) for performing crack propagation tests, comprising detection and evaluation device (28) for detecting a crack (30, 30a, 30b) on a test specimen (16) and for evaluating the crack (30, 30). 30a, 30b), wherein the control device (12) is adapted to control a load application device (14) of the crack propagation test device (10). Steuervorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung (28) dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Rissparameter aus der Gruppe von Risslänge (74), Rissgeschwindigkeit, Rissbeschleunigung, Rissverlauf (60) und Risswinkel (76) zu bestimmen.Control device (12) after Claim 1 , characterized in that the detection and evaluation device (28) is adapted to determine at least one crack parameter from the group of crack length (74), crack speed, crack acceleration, crack profile (60) and crack angle (76). Steuervorrichtung (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, die Lastaufbringungseinrichtung (14) aufgrund wenigstens einer im Rissfortschrittsversuch zunehmenden Größe aus der Gruppe von Zyklenzahl und Risslänge (74) zu beeinflussen.Control device (12) after Claim 1 or 2 , characterized in that the control device (12) is adapted to influence the load application device (14) due to at least one of the group of cycle number and crack length (74) increasing in the crack propagation test. Steuervorrichtung (12) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung (28) eine 2D- oder 3D-bildgebende Erfassungseinrichtung (32) und eine Auswerteeinrichtung (38) zur Bestimmung der Rissparameter aus durch die Erfassungseinrichtung (32) erfassten 2D- oder 3D-Daten aufweist.Control device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection and evaluation device (28) comprises a 2D or 3D imaging detection device (32) and an evaluation device (38) for determining the crack parameters by the detection device (32). recorded 2D or 3D data. Steuervorrichtung (12) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (32) mit der Auswerteeinrichtung (38) derart gekoppelt ist, dass die Erfassungseinrichtung (32) durch die Auswerteeinrichtung (38) steuerbar ist.Control device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device (32) with the evaluation device (38) is coupled such that the detection device (32) by the evaluation device (38) is controllable. Steuervorrichtung (12) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (32) wenigstens eine Erfassungseinheit (34) aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe von Kamera (36), CMOS- und CCD-Kameraeinrichtung, Röntgeneinrichtung, Infraroteinrichtung, Ultraschalleinrichtung, Wirbelstromsensoreinrichtung, Potentialsensoreinrichtung.Control device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection device (32) has at least one detection unit (34) which is selected from the group of camera (36), CMOS and CCD camera device, X-ray device, infrared device, Ultrasonic device, eddy current sensor device, potential sensor device. Steuervorrichtung (12) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung (28) dazu ausgebildet ist, eine eindimensionale Rissform von einer mehrdimensionalen Rissform zu unterscheiden, wobei sich eine mehrdimensionale Rissform durch einen abweichenden Risswinkel (76) von einer Winkeltoleranz auszeichnet.Control device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the detection and evaluation device (28) is adapted to distinguish a one-dimensional crack shape from a multi-dimensional crack shape, wherein a multi-dimensional crack shape by a different crack angle (76) of a Angular tolerance distinguishes. Steuervorrichtung (12) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, den Rissfortschrittsversuch a) bei Erreichung der Zyklenzahl als erfolgreicher Rissfortschrittsversuch und b) bei Abweichung eines Risswinkels (76) von einer vorgegebenen Winkeltoleranz als nicht erfolgreichen Rissfortschrittsversuch zu beenden.Control device (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (12) is adapted to the crack propagation test a) upon reaching the number of cycles as a successful crack propagation test and b) if a crack angle (76) of a predetermined angle tolerance deviation finish successful crack advance attempt. Rissfortschrittsversuchsvorrichtung (10) zum automatisierten Durchführen von Rissfortschrittsversuchen, umfassend eine Steuervorrichtung (12) nach einem der voranstehenden Ansprüche, sowie eine Lastaufbringungseinrichtung (14), die dazu ausgebildet ist, einen Prüfkörper (16) mit wenigstens einer Prüflast zu beaufschlagen, wobei die Erfassungs- und Auswerteeinrichtung (28) mit der Lastaufbringungseinrichtung (14) verbunden ist, um die Lastaufbringung auf den Prüfkörper (16) in Form von Versuchsparametern zu regeln.A crack propagation test apparatus (10) for automated crack propagation testing, comprising a control device (12) according to any one of the preceding claims, and load applying means (14) adapted to apply a test load (16) to at least one test load; and evaluation device (28) is connected to the load application device (14) in order to regulate the load application to the test body (16) in the form of test parameters. Rissfortschrittsversuchsvorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zu Versuchsparameter ausgewählt sind aus der Gruppe von Prüffrequenz, Prüflast, Amplitude, Lastrichtung, Torsion, Schub, Scherung, Temperatur des Prüfkörpers, Druck des Umgebungsmediums, Temperatur des Umgebungsmediums, Atmosphärenzusammensetzung, Feuchte, Bestrahlung und Spannungsverhältnis, wobei das Spannungsverhältnis ein Verhältnis zwischen einer ersten Lastrichtung (26) und einer zweiten Lastrichtung (22) darstellt.Crack propagation test device (10) after Claim 9 , characterized in that the test parameters are selected from the group of test frequency, test load, amplitude, load direction, torsion, shear, shear, temperature of the specimen, pressure of the ambient medium, ambient medium temperature, atmospheric composition, humidity, irradiation and stress ratio, the Stress ratio represents a ratio between a first load direction (26) and a second load direction (22). Verfahren zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen an einer Rissfortschrittsversuchsvorrichtung (10), gekennzeichnet durch die Schritte: - Aufbringen einer Last auf einen Prüfkörper (16) - Erfassen und Auswerten eines Risses (30, 30a, 30b) - Regeln der Lastaufbringung in Abhängigkeit von der Auswertung des Risses (30, 30a, 30b).A method for performing crack propagation tests on a crack propagation test apparatus (10), characterized by the steps of: - applying a load to a test piece (16) - detecting and evaluating a crack (30, 30a, 30b) - controlling the load application as a function of the evaluation of the Crack (30, 30a, 30b). Verfahren zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Regeln der Lastaufbringung das Verändern von Prüffrequenz, Prüflast, Amplitude, Lastrichtung, Torsion, Schub, Scherung, Spannungsverhältnis, Temperatur des Prüfkörpers, Druck des Umgebungsmediums, Temperatur des Umgebungsmediums, Atmosphärenzusammensetzung, Feuchte, Bestrahlung und/oder Spannungsverhältnis aufweist.Method for performing crack propagation tests Claim 11 Characterized in that the rules of the load application having varying test frequency, test load, amplitude, load direction, torsion, shear, shear, tension, temperature of the specimen, pressure of the surrounding medium, temperature of the surrounding medium, atmospheric composition, humidity, radiation, and / or voltage ratio , Verfahren zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen und Auswerten eines Risses die Bestimmung wenigstens eines Rissparameters aus der Gruppe von Risslänge (74), Rissgeschwindigkeit, Rissbeschleunigung, Rissverlauf (60) und Risswinkel (76) aufweist.Method for performing crack propagation tests Claim 11 or twelve , characterized in that the detection and evaluation of a crack, the determination of at least one crack parameter from the group of Crack length (74), crack velocity, crack acceleration, crack history (60) and crack angle (76). Verfahren zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rissfortschrittsversuch a) bei Erreichung der Zyklenzahl als erfolgreicher Rissfortschrittsversuch und b) bei Abweichung eines Risswinkels von einer vorgegebenen Winkeltoleranz als nicht erfolgreichen Rissfortschrittsversuch beendet wird.Method for carrying out crack propagation tests according to one of the preceding claims, characterized in that the crack propagation test a) is terminated upon reaching the number of cycles as a successful crack propagation test and b) if a crack angle deviates from a predetermined angular tolerance as an unsuccessful crack propagation test. Verfahren zum Durchführen von Rissfortschrittsversuchen nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine eindimensionale Rissform von einer mehrdimensionalen Rissform von der Erfassungs- und Auswerteeinrichtung (28) unterschieden wird, wobei sich eine mehrdimensionale Rissform durch einen abweichenden Risswinkel (76) von einer Winkeltoleranz auszeichnet.Method for carrying out crack propagation tests according to one of the preceding claims, characterized in that a one-dimensional crack shape of a multi-dimensional crack shape of the detection and evaluation device (28) is distinguished, wherein a multi-dimensional crack shape is characterized by a different crack angle (76) from an angular tolerance ,
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