DE4000280A1 - Verfahren zur optischen messung, auswertung und dokumentation des spannungs-dehnungsverhaltens von werkstoffen - Google Patents

Description

Das Spannungs-Dehnungsverhalten von z. B. geschulterten Werkstoffprobestäben wird mithilfe von Zugprüfmaschinen er­ mittelt.

Dabei werden die beiden Probestabenden in zwei Backenpaare gespannt, wobei eines feststeht, das andere mit einstellbarer Geschwindigkeit vom feststehenden Spann­ backenpaar wegbewegt wird. Die für die Dehnung notwendige Kraft wird gemessen, durch den Querschnitt des Probestabs dividiert und die Spannung gegen die Dehnung, die durch die Bewegung des Spannbackenpaares erfaßt wird, in einem sogenannten Spannungs-Dehnungsdiagramm aufgetragen. Ungenauigkeit der Ermittlung der Dehnung ist dadurch ge­ geben, daß die Dehnung der Schultern des Probestabs mitgemes­ sen wird, obwohl die Dehnkraft auf den kleinen Querschnitt des Probestabs bezogen wird.

Für eine genaue Messung des Dehnverhaltens wäre die Erfassung einer markierten Strecke gleichen Querschnitts am Probestab notwendig.

Damit die Dehnung nicht durch äußere Einflüsse verfälscht wird, bietet sich die optische Erfassung der Meßstrecke zwischen zwei Markierungen und die Dokumentation des Dehn­ verhaltens in einem Kamerafilm an. Dadurch wird eine belie­ bige Vergrößerung der Meßstrecke und die gewünschte Meßgenau­ igkeit ermöglicht. Bei der Erfassung durch z. B. eine schnell­ aufende Videokamera kann die Bruchdehnung und die Art des Bruches dokumentiert werden. Auch die Querschnittskontrak­ tion kann herausgemessen werden. Aus dem Dokumentarfilm kön­ nen einzelne Bilder ausgewählt werden, die besonders wich­ tige Erscheinungen und Eigenschaften festhalten.

Markierung der Meßstrecke: Am besten hat sich das Aufkleben von schmalen Kunststoffstreifen z. B. am Beginn des Übergangs vom kleinsten Querschnitt des Probestabs zur Schulter mit einer Meßstrecke von z. B. 50 mm bewährt. Daneben wurde die Meßstrecke auch mit Farbtusche markiert, doch leidet die Genauigkeit der Markierung durch die Dehnung.

Optische Messung der Dehnstrecke: Beispielsweise durch Hinterlegen von Millimeterpapier hinter die Meßstrecke kann die Dehnung unmittelbar abgelesen werden. Bei einer z. B. zehnfachen Vergrößerung kann der Ablesefehler leicht unter 0,1 mm gedrückt werden. Wichtig dabei ist, daß die Meßstrecke nicht durch schräge Einstellung der Kamera verzerrt wird. Durch zeitlichen Gleichlauf der Kamera mit der Dehnung kann auch die Dehngeschwindigkeit erfaßt und dokumentiert werden.

Computerauswertung der Messung: Bei größeren Meßreihen wird die Auswertung durch Computer, die z. B. mithilfe von Sensoren die Änderungen der Abmessungen der Probestäbe mit den zugehörigen Kräften erfassen und gleich die ent­ sprechende Spannung ausrechnen, zweckdienlich sein.

Claims (4)

1. Das Verfahren zur optischen Messung, Dokumentation und Auswertung des Spannungs-Dehnungsverhaltens von Werkstoffen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnung eines Probe­ stabs in einer Zugprüfmaschine oder sonstigen Dehnmaschine (z. B. Biegeprüfmaschine) durch eine Filmkamera aufgezeich­ net wird.

2. Das Verfahren zur optischen Messung, Dokumentation und Auswertung des Spannungs-Dehnungsverhaltens von Werkstoffen nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Filmaufzeichnung beliebig optisch vergrößert und damit eventuelle Meßfehler klein ge­ halten werden können.

3. Das Verfahren zur optischen Messung, Dokumentation und Auswertung des Spannungs-Dehnungsverhaltens von Werkstoffen nach Anspruch 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß einzel­ ne Bilder aus dem Film ausgewählt werden können, um besondere Erscheinungen und Eigenschaften von Werkstoffen zu dokumentie­ ren.

4. Das Verfahren zur optischen Messung, Dokumentation und Auswertung des Spannungs-Dehnungsverhaltens von Werkstoffen nach Anspruch 1, 2 und 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß Com­ puter die Auswertung des Dehnverhaltens anhand des Kamerafilms vornehmen können.