Deformationsanalyse an einer Kreisscheibe mit dem In

Deformationsanalyse an einer Kreisscheibe mit
dem In-plane-Moiréverfahren
Professur Festkörpermechanik
Prof. Dr.-Ing. habil. Jörn Ihlemann
Abteilung Experimentelle Mechanik
PD Dr.-Ing. habil. Martin Stockmann
Motivation
Ergebnis
Grundlagen
• Optisches Feldmessverfahren zur Bestimmung
von Verschiebungs- bzw. Dehnungsfeldern
speziell für die experimentelle Analyse von
Deformationsfelder im überelastischen Bereich
• Wesentliche Vorteile des Verfahrens sind
 die Unabhängigkeit der Messung vom
Probenwerkstoff
 keine Notwendigkeit einer Kalibrierung
• Isothetenfelder für die Verschiebung in - und Richtung
• Moiréeffekt: Erscheinung durch die Überlagerung
von mindestens zwei genügend feiner und
hinreichend periodischer Strukturen mit den zwei
ro ta toiron ta toi n e x teTeilungsmoiré
nesxoi tenn s oi n
Grundmoirés: Verdrehmoiré
Versuchsaufbau
Dehnung
Ordnung
Kaltlichtquelle
Strahlenteilerwürfel mit
Bezugsraster und Mattscheibe
• Durch Festlegen der Isothetenordnungen und
anschließende
Approximation
durch
ein
Polynom lassen sich die Dehnungsverläufe in
der - und –Richtung berechnen
Stempel
telezentrisches
Objektiv
Kamera
• Moiré-in-plane-Verfahren: Überlagerung eines verzerrten Objektrasters mit unverzerrtem Bezugsraster  Ausbildung von Linien (Isotheten) mit
gleicher kartesischer Verschiebungskomponente,
d. h. Linien gleicher Ordnung
Moiréstreifen am
Biegebalken
• Beim Isothetenverfahren sind Objekt- und Bezugsraster in undeformierter Lage identisch, womit sich
die Beziehung zwischen Verschiebung , Isothetenordnung und Gitterteilung herstellen lässt
x-Koordinate
• Belastung der Kreisscheibe, Aufnahme, der Moiréstreifen und anschließende Entlastung
Ordnung
• Vorbereiten des Versuchs durch Einstellen der
Beleuchtung und Beseitigung des Verdrehmoirés
Dehnung
Kreisscheibe mit
appliziertem Objektraster
• Mithilfe der Verschiebungs-Verzerrungsbeziehung
berechnen sich die Dehnungen mit
y-Koordinate
Praktikumsversuch der Lehrveranstaltung Experimentelle Kontinuumsmechanik