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Vorrichtung zur Schallemissionsanalyse und HF-Ultraschall-Materialanalyse in Prüfvorrichtungen


Kurzfassung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Oberflächen- und Tiefendiagnostik von Materialstrukturen und zur Lokalisation von Materialfehlern auf Basis einer Ultraschall-Materialanalyse. Um die Durchführung des Verfahrens praxisgerecht und handhabungssicher zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Signale einer dynamisch-mechanischen Analyse (DMA) mit den Signalen der Ultraschallerzeugung und Ultraschallsignalerfassung und mit Schaden emittierenden Schallereignissen einer Schallemissions-Messung simultan erfasst und miteinander korreliert werden.


Hintergrund

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur simultanen Schallemissionsanalyse und HF-Ultraschall-Materialanalyse.

Die Erfindung dient der Untersuchung von Materialstrukturen, vorzugsweise an Kunststoffen, jedoch ist auch die Prüfung anderer Werkstoffe, wie z.B. biologische Hartgewebestrukturen wie Knochen und Zähne möglich.

Die Dynamisch-Mechanische Thermische Analyse (DMTA), bei welcher die Erfindung Anwendung findet, stellt eine thermische Methode zur Bestimmung von physikalischen Eigenschaften von Kunststoffen dar. Bei dieser werden wichtige Kennwerte wie Dämpfung, Glasübergangstemperatur, viskoelastische Materialeigenschaften und Aushärteverhalten ermittelt.


Problemstellung

Bei der Eigenschaftsermittlung von Werkstoffen und Werkstoffkombinationen gibt es ein Hauptproblem. In den meisten Fällen lässt sich nur eine singuläre Information wie die Härte, komplexer Elastizitätsmodul oder Schalldichte bzw. Schalllaufzeit gewinnen. Dieses ist sowohl bei oberflächennahen als auch bei der Materialvolumeninformation der Fall. Informationen zur Rissentstehung, Rissausbreitung und Strukturversagen unter dynamisch mechanischer Beanspruchung werden nicht ermittelt.


Lösung

Die Neuerung der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere in der möglichen simultanen Verwendung von Schallemissionsdetektoren und Ultraschallwandlern in einer Versuchsanordnung. Dieser simultane Betrieb ermöglicht die Erfassung von Emissions- und Transmissionssignalen und Reflexionssignalen zu den sonst gewonnenen Kraft-Deformations-informationen. Dieses bietet die Möglichkeit den Werkstoff sehr genau zu charakterisieren mittels einer Messvorrichtung. Dank des kombinierten Systems vermindert sich der zeitliche Aufwand zur Charakterisierung von Werkstoffen oder Werkstoffkombinationen.


Vorteile

  • Simultan zu Verfügung stehende Informationen zum Werkstoffzustand während quasistatischer oder dynamischer Belastung und relaxationsspektroskopischen Parametern

Anwendungsbereiche

  • Materialprüfung
  • Werkstoffentwicklung
  • Leichtbau

Service

  • Verkauf
  • Lizenzierung
  • Entwicklungskooperation



Christian Tholen
+49 381 497474-38
c.tholen@pva-mv.de
www.pva-mv.de
Adresse
Gerhart-Hauptmann-Straße 23
18055 Rostock



Entwicklungsstand

Labormuster


Patentsituation

  • DE 10 2012 109 400 anhängig

Stichworte

Schallemission, Ultraschall, Materialstrukturen, Dynamisch-Mechanische Thermische Analyse, DMTA, Härte, Elastizitätsmodul, Schalldichte, Rissentstehung, Rissausbreitung, Relaxationsspektroskopie

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen