Optische Rissverfolgung (OCT)

Optische Rissverfolgung (OCT)

Anwendung

Die optische Rissverfolgung von LaVision (Optical Crack Tracer, OCT) stellt eine neue Generation von Instrumenten zur Rissanalyse dar. Die OCT kann auf einen breiten Materialbereich angewandt werden:

  • spröde und zähmodifizierte Harze
  • Klebstoffe, Composite, Formharze
  • Thermoplaste

 

In Kombination mit einer Standard-Prüfmaschine verfolgt LaVision OCT einen Riss optisch während des Rissfortschritts und berechnet automatisch den kritischen Spannungsintensitätsfaktor Klc und die kritische Energiefreisetzungsrate Glc.

In einem voll-integrierten OCT-Paket verfolgt eine CCD-Kamera den Rissfortschritt während des Bruchzähigkeitstests. Die angelegte Kraft wird simultan gemessen.

 

Idealer und nicht-idealer Anriss

Das Bild Nr. 4 des Flyers zeigt das Prinzip der Auswertung eines OCT-Experimentes an einer Probe mit idealem Anriss. Der gemessene nahezu konstante KIc deutet darauf hin, daß die wirkliche Materialbruchzähigkeit durch diesen Test korrekt bestimmt wurde, da für einen idealen Anriss die Bruchzähigkeit für die Rissbildung und den Rissfortschritt identisch sein muss.

Der in der letzten Abbildung gezeigte Anriss war nicht glatt. Deshalb wurde die Bruchzähigkeit für die Rissbildung zu hoch bestimmt. Während des Rissfortschrittes erreicht der Riss allerdings wieder seine ideale Form und die gemessene Bruchzähigkeit ist identisch mit KIc eines idealen Anrisses. Damit kann die OCT eindeutig zwischen idealem und nicht-idealem Anriss unterscheiden und bestimmt in beiden Fällen die korrekten Materialkonstanten.

 

Vorteile der Methode

  • keine zusätzliche Probenpräparation
  • automatische Bestimmung von Klc und Glc
  • keine weitere manuelle Analyse der gebrochenen Probe erforderlich
  • hohe Genauigkeit bei geringer Probenanzahl
  • hohe Verlässlichkeit der Ergebnisse (sowohl für transparente als auch opake Proben)
  • Bestimmung des wahren Klc , keine Artefakte durch nicht glatte Anrisse
  • komplette Messresulate (Berechnung, Graphik, Ausdruck) in einer Minute erhältlich

 

Gerätespezifikation

  • CCD-Kamera: 768 x 576 Pixel
  • Zeitauflösung: 10 Hz
  • Auflösung: typischerweise 0,05 mm (Beobachtungsfenster 25 mm)
  • Fehler in der Bruchlänge: < 0,1 mm
  • Max. Beobachtungszeit: ca. 2 min ( abhängig vom RAM des PC und der Bildgröße)
  • Stroboskop/Lichtsynchronisation
  • Software: Win-NT DaVis-6 Risssoftwarepaket
  • Interface zur Prüfmaschine (analoges Kraftsignal)

 

Referenzen

Die Arbeiten wurden von der Stiftung Industrieforschung (Förder-Nr. S 490) unterstützt und in enger Kooperation mit der LaVision GmbH, Göttingen durchgeführt.