Experimental Stress Analysis mit Dehnungsmessstreifen (ESA)

Das reale Materialverhalten verstehen In vielen Anwendungsfällen geben Berechnungen allein nicht vollständig wieder, wie sich ein Bauteil in der Praxis verhält. Experimental Stress Analysis (ESA) wird eingesetzt, um die tatsächliche Dehnung unter realen Bedingungen zu messen und anschließend die entsprechende Spannung zu bestimmen.

Experimental Stress Analysis (ESA) zielt darauf ab, die tatsächliche Dehnung an einem Bauteil direkt zu messen, indem mechanische Verformungen in elektrische Signale umgewandelt werden. Dies liefert Erkenntnisse darüber, wie sich eine Konstruktion unter Praxisbedingungen verhält, und unterstützt die Validierung von Konstruktionsannahmen.

Zemic Experimental Stress Analysis Dehnungsmessstreifen

• Hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit
• Selbsttemperaturkompensation (STC)
• Verschiedene Geometrien verfügbar
• Breiter Temperaturbereich
• Kupferbeschichtete Anschlusspunkte und vorverdrahtete Ausführungen

Dehnungsmessung in der Praxis

ESA-Dehnungsmessstreifen werden zur Messung extrem kleiner Verformungen von bis zu 0,1 μm/m eingesetzt. Diese hohe Empfindlichkeit ermöglicht es, kleine Veränderungen im Strukturverhalten zu erkennen, die allein anhand von Berechnungen nicht sichtbar sind.

Die Messungen werden direkt am Bauteil durchgeführt. In vielen Fällen werden Dehnungsmessstreifen mit Selbsttemperaturkompensation (STC) ausgewählt, die auf das Prüfmaterial abgestimmt sind, sodass der Einfluss der Temperatur auf die Messung auf ein Minimum reduziert wird.

Anwendungsbereiche von ESA-Dehnungsmessstreifen:

ESA-Dehnungsmessstreifen kommen in verschiedenen Branchen zum Einsatz, in denen präzise Dehnungsmessungen erforderlich sind.

Zu den typischen Anwendungsbereichen zählen unter anderem:

• Luft- und Raumfahrt: Analyse der Dehnung unter sicherheitskritischen Bedingungen, Optimierung von Konstruktionen und Gewährleistung der Einhaltung strenger Normen für die Luft- und Raumfahrt.
• Structural Health Monitoring (SHM) von Infrastruktur: Überwachung von Spannungen und Langzeitverhalten. Gewährleistung der Sicherheit, Leistung und Lebensdauer kritischer Infrastrukturen und Komponenten wie Brücken und Pipelines.
• Material- und Ermüdungsprüfungen: Bewertung der Dauerfestigkeit unter wiederholter Belastung.
• Beton- und Tiefbaukonstruktionen: Validierung der Dehnung in Betonkonstruktionen und groß angelegten Bauwerken während Test- und Validierungsprozessen.
• PCB- und PCBA-Tests: Überwachung der Dehnung in elektronischen Baugruppen zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Leiterplatten.

Diese Anwendungen erfordern präzise und zuverlässige Dehnungsdaten zur Unterstützung von Tests, Validierungen und Leistungsbewertungen.

Messaufbau und Zuverlässigkeit

Zuverlässige ESA-Ergebnisse hängen von einem korrekten Messaufbau und einer korrekten Konfiguration ab.

Es können verschiedene Messkonfigurationen verwendet werden, wie beispielsweise eine Viertelbrücke, eine Halbbrücke und eine Vollbrücke. Innerhalb dieser Konfigurationen kommen unterschiedliche Geometrien von Dehnungsmessstreifen zum Einsatz, um die Dehnung in bestimmten Richtungen zu messen, je nach Anwendung und erforderlicher Analyse.

Dehnungsmessstreifen sind für den Einsatz in einem breiten Temperaturbereich ausgelegt, der von kryogenen Bedingungen bis zu Temperaturen über 200 °C reicht. Genaue Ergebnisse hängen zudem von der korrekten Installation, Verklebung und Validierung des Messaufbaus ab.

Für jede produzierte Charge von ESA-Dehnungsmessstreifen werden detaillierte technische Daten bereitgestellt, darunter:

• Dehnungsfaktor (Gauge Factor, pro Messgitter): Wird für jedes einzelne Messgitter innerhalb des Dehnungsmessstreifens oder der Rosette mit hoher Genauigkeit bestimmt. Dadurch wird verhindert, dass ein angenäherter oder nominaler Dehnungsfaktor verwendet wird, der die endgültigen Messergebnisse beeinflussen könnte.
• Querempfindlichkeitskoeffizient (Kt): Gibt an, wie empfindlich der Dehnungsmessstreifen gegenüber Kräften ist, die seitlich (senkrecht zur Messrichtung) statt in Längsrichtung wirken. Die Kenntnis dieses Wertes hilft dabei, Messfehler zu korrigieren, wenn Belastungen aus verschiedenen Richtungen auftreten.
• Temperaturabhängigkeit des Dehnungsfaktors: Gibt an, wie sich der Dehnungsfaktor unter dem Einfluss von Temperaturänderungen verändert.
• Thermische Ausgangskurve (Thermal Output Curve): Zeigt, wie der Sensor auf Temperaturänderungen reagiert, ohne dass eine mechanische Belastung vorliegt. Diese Information ermöglicht es, den Temperatureinfluss aus der Messung zu kompensieren, sodass nur das tatsächliche mechanische Signal übrig bleibt.

Zemic-Dehnungsmessstreifen für Experimental Stress Analysis

Unser Sortiment unterstützt sowohl Standardmessungen als auch spezielle Prüfaufbauten und bietet eine große Auswahl an Geometrien für unterschiedlichste Anwendungen.

Dank gleichbleibender Qualität und detaillierter Daten pro Charge ermöglichen Zemic-Dehnungsmessstreifen präzise Analysen für Test-, Validierungs- und Strukturüberwachungsanwendungen.

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