IL-19: Optisches Punkttracking zur experimentellen Deformationsmessung

Bei statischen oder dynamischen Tests an Bauteilen mit einer Prüfmaschine werden im Allgemeinen lediglich globale Informationen über die Eigenschaften des  Gesamtsystems generiert. Sind darüber hinaus genaue Positionsdaten an einzelnen Punkten auf der Oberfläche von Interesse, wird oft mit hohem experimentellem Aufwand Weg- und Beschleunigungssensorik installiert. Der Einsatz eines dynamischen, optischen Messsystems zum Punkttracking kann hier schnell und effizient Ergebnisse liefern. Zudem erlaubt die berührungslose Technik prinzipiell auch einen Einsatz in Temperaturbereichen und Umgebungsbedingungen, in denen der Einsatz konventioneller Sensorik unmöglich wäre.

Die in der RMS Foundation verfügbare Messausrüstung für dynamisches Punkttracking erlaubt die Untersuchung von Punkten auf Probenoberflächen vom mm2-Bereich bis in den dm2-Bereich unter Last. Hierbei werden passive Klebemarken an den auszuwertenden Stellen aufgeklebt.

Ein wichtiger Anwendungsbereich der Methode ist die Validierung von  Berechnungen und Finite-Elemente-Simulationen (FE-Simulationen). Im Gegensatz zu vereinfachten FE-Modellen liefert dieses Messsystem real gemessene Verschiebungen bei effektiven Oberflächenstrukturen und dem Experiment entsprechenden Randbedingungen. In Bild 1 ist beispielhaft die Untersuchung einer Schaftkomponente einer künstlichen Hüftgelenkprothese dargestellt, auf der einzelne Punkte auf der Oberfläche des Bauteils sowie der Einspannung vermessen werden. Derartige Experimente erlauben den direkten Vergleich mit den Ergebnissen von FE-Studien und können so für Validierungen benutzt werden.

Im Vergleich zur Vollfeld-Verschiebungsanalyse, die ebenfalls von der RMS Foundation angeboten wird, gestaltet sich die Probenpräparation einfacher. Auch die Empfindlichkeit gegenüber störenden Umgebungseinflüssen (Vibrationen, Lichtänderungen) ist deutlich reduziert.  Zusätzliche Signale (z. B. Traverseninformationen einer Prüfmaschine) können zudem synchron aufgezeichnet werden.

Nach Absprache ist gegebenenfalls auch ein Einsatz vor Ort möglich, wenn Prüfaufbauten nicht transportabel sind bzw. die Versuche nicht auf Maschinen der RMS Foundation durchgeführt werden können.
Nutzen Sie diese berührungslose Messmethode, um einen vertieften Einblick in die Strukturmechanik Ihres Bauteils zu erhalten oder Simulationsmodelle zu validieren.

Abbildung rechts:  Verschiebungen auf der Oberfläche eines eingebetteten Hüftschaftes unter Last.

Abbildung links: Kamerasystem zur optischen Deformationsmessung (gom ARAMIS/PONTOS 2M).

• Optisches 3D-Punkttracking-Messgerät 
• Anwendbar bei beliebigen Prüfmaschinen oder Belastungssituationen; Synchronisation mit kompatiblen Systemen möglich
• Mobiles System, vor Ort beim Kunden einsetzbar

• Punkttracking auf sichtbaren Oberflächen im Bereich von einigen mm2 bis einigen dm2
• Klebemarken mit Durchmessern zwischen 0.4 mm und 7 mm
• Präzision im 1 µm-Bereich (je nach Objektgrösse)
• Berührungsloses Prinzip
• Bildrate bis 7 Hz