Infrarot-Kamera spürt Ermüdungsschädigung an Bauwerken auf

Das Institut für Bauwerkserhaltung und Tragwerk der Technischen Universität Braunschweig stellt gemeinsam mit dem Infrarot-Kamera-Hersteller FLIR Systems auf der Hannover Messe „Factory Automation“ vom 24 bis 28. April 2006 ein Verfahren zur thermographischen Schädigungsermittlung bei ermüdungsbelasteten Stahlbauteilen vor.

Das Institut für Bauwerkserhaltung und Tragwerk der Technischen Universität Braunschweig stellt gemeinsam mit dem Infrarot-Kamera-Hersteller FLIR Systems auf der Hannover Messe „Factory Automation“ vom 24 bis 28. April 2006 ein Verfahren zur thermographischen Schädigungsermittlung bei ermüdungsbelasteten Stahlbauteilen vor.

Die neue Technik schafft die Voraussetzung, um Materialschädigungen in wechselbeanspruchten Metallbauteilen mit Hilfe einer hochempfindlichen Infarotkamera lange vor der Entstehung von Ermüdungsrissen zu lokalisieren. Dies ermöglicht neue Anwendungen bei der Betriebsfestigkeitsuntersuchung neuer Bauteile und der Beurteilung bereits vorgeschädigter Komponenten.

Das Verfahren basiert auf der thermoelastischen Spannungsanalyse, die den Zusammenhang zwischen der mechanischen Beanspruchung und der Temperatur eines Körpers nutzt. Ähnlich wie bei Gasen führt auch bei Festkörpern wie Metallen eine mechanische Beanspruchung zu kleinen aber messbaren Temperaturänderungen in Folge der elastischen Volumenänderung. Ermüdet das Material zum Beispiel in geometrischen
Kerben, kommt es lokal zu kleinsten Unregelmäßigkeiten des thermoelastischen Temperatursignals im Bereich weniger tausendstel Kelvin. Diese lassen sich mit Hilfe neuester Infrarot-Kameratechnologie und einer speziellen Datenanalyse aufspüren
und auswerten.

Die berührungslose und zerstörungsfreie Anwendung ist ein großer Vorteil des Verfahrens. Die Technologie ermöglicht es, Ermüdungsschädigung bereits in einer sehr frühen Phase sichtbar zu machen, und so potenziell kritische Bereiche an individuellen Bauteilen zu erkennen und Schäden bzw. Unfälle zu verhindern.

„Durch den Einsatz der Infrarot-Kamera sind wir in der Lage, den Schädigungsvorgang quasi von Beginn an nachzuvollziehen“, erläutert Dipl.-Ing. Justus Medgenberg, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Bauwerkserhaltung und Tragwerk.

„Das Verfahren bietet hervorragende Möglichkeiten bei experimentellen Betriebsfestigkeitsuntersuchungen und zur Beurteilung vorgeschädigter Bauteile, die bisher kaum genutzt werden. Bei Ermüdungsversuchen ergibt sich durch diese Technik in Hinblick auf die langen Versuchzeiten ein enormes Einsparpotenzial“, so Prof. Thomas Ummenhofer, Leiter des Instituts für Bauwerkserhaltung und Tragwerk.

Das Forschungsprojekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft(DFG) im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 477 der TU Braunschweig gefördert.

Das Institut für Bauwerkserhaltung und Tragwerk präsentiert sich in der Halle 17, Stand 21.

Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Thomas Ummenhofer
Dipl.-Ing. Justus Medgenberg
Technische Universität Braunschweig
Institut für Bauwerkserhaltung und Tragwerk, Pockelsstr. 3
D-38106 Braunschweig
Tel. +49 531 391 2500
Fax. +49 531 391 2502
E-Mail: j.medgenberg@tu-braunschweig.de