Bei dem hier gezeigten Anwendungsbeispiel wird die Dehnungsverteilung an einem Segment eines speziell nachgebildeten Tannenbaumfußes einer Turbinenschaufel un- ter zyklischer Belastung untersucht. Die Zeitpunkte der Messungen wurden kraftge- steuert durch ein Triggersignal vorgegeben, wobei die ersten zehn Lastzyklen mit einer Auflösung von 80 Messungen aufgezeichnet wurden. Die Gesamtzahl der Mes- sungen beträgt damit 800 Belastungszustände. Das erste Bild zeigt den Versuchs- aufbau - bestehend aus Zugprüfvorrichtung (liegend) und das ausgerichtete Ste- reokamerasystem am Querträger darüber.

Zur Lösung der Messaufgabe wird die Stereo-Grauwertkorrelation eingesetzt. Die Systemhardware besteht aus dem isi-Stereokamerasystem (Auflösung: 12bit/Pixel, SXGA 1392x 1040 Pixel) montiert auf einem Stativ.

Die Lage und Wahl des AOI (Area of Interest) wird durch die Blickwinkel des Stereo- kamerasystems vorgegeben. Aufgrund der eingeschränkten Zugänglichkeit musste ein Kompromiss bezüglich der auswertbaren Fläche gefunden werden. Die beiden untenstehenden Bilder zeigen das Kamerabild der linken b.z.w. der rechten Kamera des mit dem Fleckenmuster präparierten Objektausschnittes.

Das nächste Bild zeigt die farbskalierte Hauptdehnungsverteilung e_1 und die dazuge- hörige Hauptdehnungsrichtungen (Richtungslinien) des AOI zu einem Zeitpunkt des ersten Belastungszyklus. Der unten links neben der Kerbe ausgeschnittene Bereich (lila) bleibt während des Versuchs unbelastet (Dehnungen = 0) und dient als Refe- renzstelle zu Überwachung und Bestimmung des Rauschanteils der Messung. Das Dehnungsmaximum (rot) befindet sich kurz vor der Rundung der Zahnflanke des Schaufelfuß. Die Richtung der Hauptdehnung verlaufen dort parallel zur Zahnflanke und gehen dann im rechten Teil in die Zugrichtung der Zugprüfmaschine über.

Die nächste Graphik zeigt die Hauptdehnung e_1 eines Punktes nahe des Maximums für die ersten zehn Belastungszyklen. Da eine kraftgesteuerte Triggerung verwendet wurde, zeigt die horizontale Achse die Nummer der Messung an und ist nur einge- schränkt als Zeitachse zu betrachten. Deutlich zu erkennen ist, dass die Dehnung bereits nach dem ersten Belastungszyklus einen relativ großen plastischen Anteil beibehält. Die räumliche Verteilung des plastischen Anteils nach dem 10 Belastungs- zyklus zeigt . Das unten links liegende lila Gebiet ist wie bereits beim oberen Bild der unbelastete Referenzbereich.

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Im zweiten Bild ist der Testkörper dargestellt. Das Messfeld (Area of interest - kurz: AOI) ist viereckig rot umrahmt. Die Größe des Messfeldes beträgt etwa 8mm x 10mm. Ein besonderer Aspekt dieses Versuchs ist die im Vergleich zum DMS sehr kleinen Messfläche bei hoher räumlicher Auflösung der Dehnungsverteilung. Es konnte eine hohe Genauigkeit zum Vergleich mit Finiten-Elemente Berechnungsmethoden erzielt werden.

Info:
+49 5617397980
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