Impact-Test / Vogelschlag (bird strike)

Die mechanischen Eigenschaften von Bauteilen und Strukturen können durch räumlich aufgelöste und berührungslose 3D-Verformungs- und Dehnungsmessung verbessert werden: Das Video zeigt den Aufpralltest einer Holzkugel auf eine Helikopterscheibe. Die Messung wurde mit einem Q400 3D-DIC-System mit zwei Photron-Hochgeschwindigkeitskameras durchgeführt. Das Q400 System wird auch zur Deformationsmessung bei Vogelschlagversuchen (bird strike test) eingesetzt.
Die farbcodierten Dehnungsfelder zeigen die Ausbreitung und Reflexion der Dehnungswellen nach dem Aufprall der Kugel. An jedem Oberflächenpunkt werden 3D-Koordinaten, 3D-Verformung und die Oberflächendehnung mit hoher zeitlicher Auflösung gemessen. Die Ergebnisse der Vollfeldmessung liefern nützliche Informationen für die mechanische Optimierung und verbessern die Qualität, Lebensdauer und Sicherheit von Produkten, z.B. in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie.

Kieferknochen

Messung der Dehnungsverteilung auf einem Unterkiefer bei vorgegebener Druckbelastung.

Im Backenbereich (linker Bereich des Farboverlays) ist oben Zugdehnung (rot) und unten Druckdehnung (blau).

Baggerschaufel

Mit Q400 gemessene Dehnungsverteilung auf Baggerschaufel bei komplexer Belastung.

Das Farboverlay zeigt einen Gradienten mit Zug und Druck-Anteilen der Dehnungskomponente Exx.

Femur

Mit Q400 gemessene Dehnungsverteilung an einem Femur (Oberschenkelknochen) bei Druckbelastung.
Es werden 8 Kameras eingesetzt um den Knochen rundum (360°) zu erfassen.

Helikopterfenster

Dehnungsverteilung eines Helikopterfensterrahmens bei mehrachsiger Belastung.

Das Farboverlay zeigt rot die Stelle mit maximaler Scherdehnung.

CFK Fahrradrahmen

Deformationsmessung eines Fahrradrahmens aus CFK bei standardisiertem Belastungstest.

Die eingezeichneten Verschiebungsvektoren sind 20-fach verlängert.

GF Verstärkte Mauer

Zur Stabilisierung von historischen Mauern werden diese mit Glasfaser verstärkt. Q400 misst die Dehnungsverteilung bei Druckversuchen um die Rissbildung zu quantifizieren.

Im linken Bild ist der Riss als überlagerte horizontale Dehnung visualisiert. Die vertikale Verschiebungskomponente zeigt die Verschiebung zwischen den Bruchflächen.

Rotorblatt einer Windkraftanlage

Die Durchbiegung und Dehnung eines 10m breiten Bereiches eines Rotorblatts (Windkraftanlage) wird mittels Q400 gemessen.

Das natürliche Muster auf dem unlackierten Rotorblatt wird für die Auswertung erfolgreich korreliert. Die Abbildung zeigt die Out-Of-Plane Bewegung als Farboverlay zusammen mit der Biegelinie.

Belastungstest einer Steinbogenbrücke

Die Durchbiegung einer Steinbogenbrücke beim Belastungstest wird mit Q400 gemessen. Die Bogenweite beträgt 14m. Das natürliche Steinmuster wird erfolgreich ausgewertet.

Das Bild zeigt die Durchbiegung als 100fach verstärkte Gitterdarstellung.

Weitere Informationen im Anwendungsbericht.

Straßendeformation

Granitplatten als Straßenbelag bewegen sich bei Belastung wie einzelne Kipphebel. Die Scherkräfte an den Stoßkanten können die Platten beschädigen. Die natürliche Oberflächenstruktur der Platten genügt als Muster für die Messung flächenhafter Verformungsmessung.
Das Video zeigt die Out-Of-Plane-Verschiebung mit fester Skalierung. Es bleibt teilweise eine bleibende Verformung.

Scheibenfeder

Flächenhafte Dehnungsmessung auf einer Scheibenfeder (Kupplung) bei Druckbelastung.
Die Farbverteilung zeigt die Hauptdehnung E1.
Durchmesser der Scheibe: 200mm

Windkanal

Messung der Karosserie-Verformung im Windtunnel bis 120km/h. Die gemessene Out-Of-Plane-Verformung ist abhängig von der Geschwindigkeit.

Spurstange Formel 1

Längsdehnung einer CFK-Spurstange bei Zug-Druck-Belastung.
Das Diagramm zeigt den zeitlichen Verlauf der lokalen Maximaldehnung bei wechselnder Belastung.

Rotorblatt

Die 3D Deformation eines Rotorblattes (Propeller) wird mittels Q400 gemessen. Die Kameras werden präzise zum Propeller (4 Umdrehungen/Sekunde) synchronisiert.

Die Abbildungen rechts zeigt die farbcodierte Out-Of-Plane-Deformation eines Rotorblattes und die Messwerte entlang einer Polygonlinie.

Panel Kompression

Die Beulenbildung (Buckling) eines Flugzeugpanels beim Druckversuch wird mittels Q400 gemessen. Das Q400 System liefert dabei flächenhafte 3D Verschiebungen der Panel-Oberfläche.

Die Abbildungen zeigen den Prüfstand mit Panel sowie die Overlay und 3D-Darstellung der Verschiebung in Normalenrichtung der Bauteiloberfläche.