So ist es zum Beispiel im Bereich der Blechumformung sehr wichtig, das Versagen von Blechwerkstoffen unter einem mehrachsigen Dehnungszustand zu erfassen. Der Hintergrund ist der, dass bei komplexen Blechformteilen an jeder Stelle ein anderer Dehnungszustand vorliegt, der im klassischen Zugversuch nicht abgebildet werden kann.
Fakultät verfügt über optisches Dehnmesssystem
Seit diesem Semester verfügt die Fakultät Maschinen und Systeme über ein optisches Dehnmesssystem zur digitalen Erfassung mehrachsiger Dehnungen. Hierzu muss zunächst die zu messende Oberfläche mit einem zufälligen (stochastischen) Punktemuster versehen werden. Während der Umformung werden in einer Abtastrate von 50 Hz Bilder des Bauteils mit zwei Kameras aus unterschiedlichen Positionen aufgezeichnet. Durch die Verwendung von zwei Kameras können dreidimensionale Dehnungen auf beliebigen Geometrien dargestellt werden. Die eingesetzten Algorithmen zur Bildkorrelation identifizieren dabei das verformte Muster in den aufgezeichneten Kamerabildern.
Einsatz in Kooperationsprojekten
Eingesetzt wird das Messsystem zur digitalen Erfassung mehrachsiger Dehnungszustände im Labor für Umformtechnik und Lasermaterialbearbeitung (UTL) der Fakultät Maschinen und Systeme. Im Rahmen eines Entwicklungsprojektes mit der Mercedes-Benz AG und der Firma AutoForm, einem Hersteller von Software zur Simulation von Umformprozessen, werden derzeit für moderne Karosserielegierungen die Auswirkungen komplexer, mehrachsiger Dehnungszustände auf das Versagensverhalten derartiger Blechwerkstoffe untersucht und simulativ abgebildet.
„Es ist heute eine unabdingbare Voraussetzung zur Ausnutzung des Umformpotentials insbesondere hochfester Blechlegierungen, das Versagen durch einen Reißer während der im Umformvorgang vorherrschenden mehrachsigen Materialbeanspruchung versuchstechnisch abzubilden und auch durch FEM-Simulation vorhersagen zu können“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Stefan Wagner, Leiter des UTL.
Weitere Anwendung Materialcharakterisierung
Darüber hinaus wird das neue Messsystem derzeit für eine weitere Anwendung umgerüstet. „Wir planen, künftig auch im Rahmen von Laborübungen Zugversuche mit digitaler Dehnmesstechnik durchzuführen“, so Prof. Dr.-Ing. Steffen Greuling, Leiter des Labors für Werkstoff- und Festigkeitsprüfung (LWF). „So wird den Studierenden zum Beispiel der Dehnungszustand in einer Zugprobe wesentlich anschaulicher demonstriert.“ Hierzu müssen neben der optischen Dehnungsmessung zusätzlich die Signale der Kraftmessung verarbeitet und miteinander korreliert werden.
