Erkennung von Ermüdungsrissen an dickwandigen Stahlbauteilen mit Hilfe ultraschallangeregter Thermografie

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Die Prüfung dickwandiger Stahlbauteile auf Schäden in Form von Rissen ist stets mit hohem Aufwand verbunden, da kein zerstörungsfreies Prüfverfahren existiert, welches hier zugleich schnell, kostengünstig und aussagesicher anwendbar ist. Großes Potential als künftige geeignete Prüfmethode konnte der ultraschallangeregten Thermografie nachgewiesen werden. Hierbei werden hochfrequente mechanische Wellen in das zu prüfende Bauteil eingeleitet. Weist die Struktur Fehlstellen auf, so wird an diesen bevorzugt die eingetragene Energie dissipiert und in Wärme umgesetzt. Mit Hilfe moderner Infrarotkameras kann die lokale Temperaturerhöhung an der Bauteiloberfläche im Millikelvin-Bereich detektiert werden. Noch weitgehend ungeklärt sind die Mechanismen, die bei der ultraschallangeregten Thermografie zur defektselektiven lokalen Erwärmung dickwandiger Stahlbauteile führen, sowie die Nachweisgrenzen und die Aussagesicherheit der Methode. Diese sind im vorliegenden Forschungsvorhaben im Rahmen von Bauteilversuchen mit Hilfe laservibrometrischer Erfassung der Rissufer-Schwingungen und begleitender numerischer Simulationen zu identifizieren. Insbesondere soll die Anwendbarkeit der ultraschallangeregten Thermografie als robustes, schnelles und aussagesicheres zerstörungsfreies Prüfverfahren für dickwandige Stahlbauteile untersucht und fehlende Grundlagen erarbeitet werden.