Filtern
Erscheinungsjahr
- 2017 (9) (entfernen)
Dokumenttyp
- Vortrag (9)
Referierte Publikation
- nein (9)
Schlagworte
- Active thermography (5)
- Aktive Thermografie (3)
- CFRP (3)
- GFRP (3)
- CFK (2)
- Flash excitation (2)
- GFK (2)
- Lock-in excitation (2)
- Ultrasonics (2)
- 3D Rekonstruktion (1)
Eingeladener Vortrag
- nein (9) (entfernen)
Aktive Thermografie wird zunehmend für die zerstörungsfreie Prüfung insbesondere von dünnwandigen Bauteilen eingesetzt. Neben der Ortung und der Bestimmung der lateralen Ausdehnung von Fehlstellen und Inhomogenität in der Ebene parallel zur Oberfläche sind in den Messdaten auch Informationen über die Tiefe bzw. Überdeckung von Fehlstellen enthalten. In der Vergangenheit wurden verschiedene analytische Ansätze zur Rekonstruktion dieser Tiefeninformationen umgesetzt:
- Bestimmung der Blindfrequenz über die Phaseninformationen der Puls-Phasen-Thermografie
- Bestimmung des Phasenkontrastes bei der Lockin Thermografie
- Bestimmung der Fehlstellentiefe mittels Thermal Signal Reconstruction (TSR), d. h. aus dem
doppeltlogarithmisch dargestellten zeitlichen Verlauf der Abkühlung nach impulsartiger Erwärmung
Nachteil aller bisherigen analytischer Verfahren basierend auf eindimensionalen Modellen ist, dass der Einfluss lateraler Wärmeleitungseffekte nicht berücksichtigt wird. Dieser kann jedoch bei kleineren Fehlstellen nicht mehr vernachlässigt werden, wozu bisher jedoch nur teilempirische Ansätze realisiert wurden. Erst numerische Rekonstruktionsverfahren ermöglichen eine Rekonstruktion auch komplexerer Defektgeometrien unter Berücksichtigung lateraler Wärmeleitungsprozesse sowie anisotroper thermischer Materialeigenschaften. In diesem B
eitrag werden die verschiedenen Ansätze in der 3D-Datenanalyse der aktiven Thermografie miteinander verglichen und die Möglichkeiten und Grenzen der Verfahren vorgestellt.
Im EMRP-Projekt VITCEA werden komplementäre ZFP-Verfahren zur Prüfung von Faserverbundwerkstoffen weiterentwickelt und validiert. In diesem Beitrag werden Ergebnisse verschiedener Techniken der aktiven Thermografie und des Ultraschalls vorgestellt. Die Nachweisempfindlichkeiten bezüglich künstlicher und natürlicher Fehler mit unterschiedlichen lateralen Ausdehnungen und in verschiedenen Tiefen werden miteinander verglichen.
Defects in FRP structures may be introduced during the processing and fabrication of composite components and can initiate or grow in-service. In the context of this JRP, the term ‚defect‘ refers to imperfections introduced during manufacture/processing and/or secondary machining operations, as well as damage sustained during a component‘s service life. One of the challenges facing accurate and repeatable defect detection in FRP composites is the multitude of defect types that exist, each with characteristics that present different challenges to the NDE practitioner. In order for a particular NDE technique to achieve broad acceptance by industry, it is desirable for the technique to be able to detect a range of defect types with a high level of confidence. Project VITCEA (Validated Inspection Techniques for Composites in Energy Applications) is developing and validating traceable procedures for novel NDE techniques with contrasting detection capabilities, which will underpin the increased use of FRP composites for improved efficiency and reliability in energy related applications e.g. wind and marine turbine blades, nacelles, oil and gas flexible risers.
For assuring the safety and reliability of components and constructions in energy applications made of fiber reinforced polymers (e. g. blades of wind turbines and tidal power plants, engine chassis, flexible oil and gas pipelines) innovative non-destructive testing methods are required. Within the EMRP project VITCEA complementary methods (shearography, microwave, ultrasonics and thermography) are further developed and validated. Together with partners from the industry, test specimens were constructed and selected on-site containing different artificial and natural defect artefacts. As base materials, carbon and glass fibers in different orientations and layering embedded in different matrix materials (epoxy, polyamide) were considered.
In this contribution, the validation of different techniques of active thermography like flash, step heating and lock-in thermography to these testing problems is presented. Experimental data are compared to analytical and numerical models. Among others shows that although flash and lock-in thermography have the same detectability of flat bottom holes in the phase images, the detectability of delaminations is different. In another example, it is demonstrated that for GFRP, the transmissivity of the material has to be considered for the quantitative data analysis.
In diesem Beitrag werden zerstörungsfreie Untersuchungen mittels aktiver Thermografie an Probekörpern aus CFK und GFK mit unterschiedlichen künstlichen Fehlstellen vorgestellt. Dabei wird die zeitliche und örtliche Temperaturverteilung nach Erwärmung mit Blitzlampen oder mit einem Infrarot-Strahler mit einer Infrarot-Kamera erfasst. Zur Rekonstruktion der Messdaten wurde ein numerisches Modell entwickelt. Dazu war die Bestimmung der thermischen und optischen Materialeigenschaften erforderlich.
In most cases where a POD is calculated based on continuous data obtained by active thermography, the signal-to-noise ratio (SNR) of the signal, the difference of the defect signal to the background or the absolute signal is analyzed as a function of the aspect ratio (ratio of the size of a defect to its overage), although a distinct linear relationship on a linear or logarithmic scale could not be satisfactorily shown and is also not expected. Therefore, a multi-parameter probability of detection (POD) model was developed, where an â versus a continuous signal analysis was based on the linear relationship between the SNR and a multi-parameter a. This POD model is based on data which were recorded within a flash thermography round robin test with nine participants. Metal test specimens with flat bottom holes (FBHs) were analyzed by calculating the SNR of the defect signatures in the thermograms as well as in the phase images as a function of defect parameters. The linear relationship of the experimental data to the multi-parameter a was verified by comparison to data obtained from an analytical model that is considering lateral thermal heat diffusion as well as to data obtained by numerical simulation. The resulting POD curves for the thermograms and phase images give an estimation for the detectability of the FBHs with known geometry in steel using different equipment and obtained by different participants. By comparing the SNRs of FBHs with similar geometries, this POD model was transferred to aluminum and copper as well.