Handbuch Spannungs Messpraxis

A Grundlagen.- 1 Materialbeanspruchung.- 1.1 Materialien.- 1.2 Beanspruchungsart.- 1.3 Beanspruchungsgrößen.- 2 Verformungen.- 2.1 Koordinatenverformungen.- 2.2 Hauptverformungen.- 2.3 Vergleichsformänderungen.- 3 Spannungen.- 3.1 Koordinatenspannungen.- 3.2 Hauptspannungen.- 3.3 Vergleichsspannungen.- 4 Elastisches Verhalten — HOOKE-Gesetze.- 4.1 Elastische Kennwerte.- 4.2 Isotrope Stoffe.- 4.3 Anisotrope Stoffe.- 4.4 Texturierte Stoffe.- 5 Plastisches Verhalten.- 5.1 Be- und Entlastungskurven.- 5.2 Vollständige Beschreibung von Spannungs-Dehnungs-Kurven.- 6 Physik der Spannungsnachweise.- 6.1 Prinzip.- 6.2 Mechanische Verfahren.- 6.3 Dehnungsmeßstreifen.- 6.4 Dehnlinien-Verfahren.- 6.5 Röntgen-Verfahren.- 6.6 Spannungsoptik.- 6.7 Ultraschall-Verfahren.- 6.8 Mikromagnetik.- 6.9 Einsatzmöglichkeiten.- 6.10 Ausgewählte Anwendungsbeispiele.- 7 Elastomechanik von Eigenspannungszuständen.- 7.1 Einführung.- 7.2 Zur Entstehung von Eigenspannungen.- 7.3 Physikalische Ursachen von Eigenspannungsquellen.- 7.3.1 Lokale plastische Deformation.- 7.3.2 Temperaturfelder.- 7.3.3 Volumendilatationen, insbesondere in der Wärmeeinflußzone von Schweißverbindungen.- 7.4 Berechnung der Eigenspannungen bei gegebener Eigenspannungsquelle.- 7.4.1 Elastische Entstehung der Eigenspannungen.- 7.4.1.1 Anwendunge auf überelastische Biegung.- 7.4.1.2 Einwirkung eines Temperaturfeldes t (y).- 7.4.1.3 2D-1K-ES-Zustände bei Drehsymmetrie und gegebener eq (r)-Eigenspannungsquelle.- 7.4.1.4 Wärmepunkt (r).- 7.4.1.5 2D-1K-ES-Zustände in ebenen n-fach geschichteten Werkstoffen.- 7.4.2 Elastisch-platische Entstehung der Eigenspannungen.- 7.4.2.1 Spezialisierung für symmetrische Eigenspannungsverteilungen.- 7.5 Die Überlagerung von Last- und Eigenspannungen.- 7.5.1 Der lineare oder elastische Überlagerungsfall.- 7.5.2 Der nichtlineare oder elastisch-plastische Überlagerungsfall.- 7.5.2.1 Der nichtlineare elastisch-plastische 1D-1K-Überlagerungsfall.- 7.5.2.2 Spezialisierung für symmetrische Eigenspannungsverteilungen.- 7.6 Abbau von Eigenspannungen durch Overstressing.- 7.7 Experimentelle Verfahren zur Bestimmung von Eigenspannungen.- 7.8 Zusammenfassung.- B Verfahren.- 8 Mechanische Meßverfahren.- 8.1 Prinzip.- 8.2 Der Setzdehnungsmesser zum Messen von Längenänderungen.- 8.3 Krümmungsmessung.- 9 Dehnungsmeßstreifen.- 9.1 Prinzip.- 9.2 DMS-Meßtechnik.- 9.3 Meßwertkorrekturen.- 9.4 Aufnehmer und Meßgeräte.- 10 Dehnlinienverfahren.- 10.1 Meßprinzip.- 10.2 MAYBACH-Verfahren.- 10.3 STRESS-COAT-Verfahren.- 10.4 Spannungsfeld-Atlas.- 11 Spannungsoptik.- 11.1 Polarisiertes Licht — Grundlagen.- 12 Röntgentechnik.- 12.1 Einführung — Grundlagen.- 12.2 Kristallographische Grundlagen, elastisches Verhalten, Textur.- 12.3 Röntgenographische Grundlagen.- 12.4 Meßtechnik.- 12.5 Geräte zur Röntgenspannungsmessung.- 12.6 Röntgenquelle.- 12.7 Goniometer.- 12.8 Detektorsysteme.- 12.9 Röntgenoptik.- 12.10 Steuer- und Analyse-Software.- 12.11 Zusammenfassung.- 13 Neutronentechnik.- 13.1 Einleitung.- 13.2 Neutroncnquellen.- 13.3 Innere Spannungen in Werkstoffen.- 13.4 Grundlagen der Neutronendiffraktometrie.- 13.5 BRAGG-Streuung von Neutronen in polykristallinem Material.- 13.5.1 Der Strukturfaktor Fhkl.- 13.5.2 Die Multiplizität j.- 13.5.3 Temperatureinflüsse.- 13.5.4 Der Schwächungsfaktor T.- 13.5.5 Neutronendetektoren.- 13.6 Der Einfluß von Korngröße und plastischer Verformung auf die BRAGG-Reflexe.- 13.7 Praxis der Neutronenspektrometrie.- 13.8 Die Bestimmung des Dehnungs- und Spannungstensors.- 13.9 Elastische Anisotropie und Textureinflüsse.- 13.10 Elastische Anisotropie bei kubischen Systemen.- 14 Ultraschall-Spannungsmeßtechnik.- 14.1 Einleitung.- 14.2 Physikalische Grundlagen.- 14.3 Meßverfahren.- 14.3.1 Das Doppelbrechungsverfahren.- 14.3.2 Das SH-Wellen-Verfahren.- 14.3.3 Das LT-Verfahren.- 14.3.4 Das LTT-Verfahren.- 14.4 Meßtechnik.- 15 Mikromagnetische Spannungsmeßtechnik.- 15.1 Einleitung.- 15.2 Physikalische Grundlagen.- 15.3 Meßverfahren.- 15.4 Meßtechnik.- 16 Finite-Elemente-Methode (FEM).- 16.1 Vorbemerkung.- 16.2 Bohrlochverfahren, Lösung nach FEM.- C Anwendungen.- 17 Mechanische Lastspannungsermittlung.- 17.1 Verfahren.- 17.2 Meßstellenauswahl.- 17.3 Meßdurchführung.- 17.4 Auswertung.- 18 Mechanische Eigenspannungsanalyse.- 18.1 Entstehung und Verteilung von Eigenspannungen.- 18.2 Meßprinzip.- 18.3 Einschneideverfahren.- 18.4 Ausschneideverfahren.- 18.5 Abtrennverfahren.- 18.6 Biegeverfahren.- 18.7 Ausbohr- und Abdrehverfahren.- 18.8 Epsilon-Feldanalyse (EFA).- 18.9 Ring-Kern-Verfahren.- 18.10 Bohrlochverfahren.- 18.11 Beurteilungskriterien zu unterschiedlich ermittelten Eigenspannungs-Tiefenverteilung.- 19 Reißlack-Messungen.- 19.1 Verfahren.- 19.2 Anwendungsbeispiele.- 20 3-, 2- und 1-axiale Röntgen-Spannungsmessungen. Die Röntgen-Integral-Methode (RIM).- 20.1 Überblick.- 20.2 Notation.- 20.3 Situation.- 20.4 Goniometer.- 20.5 Grundlagen.- 20.6 Ausgewählte Beispiele.- I Kugelgestrahlte Stahlprobe aus 100 Cr6.- II Geschliffene Keramik.- III NiO-Schichten.- 20.7 Schlußbemerkung.- 21 Das spannungsoptische Oberflächenschichtverfahren.- 21.1 Vorbemerkung.- 21.2 Prinzip.- 21.3 Das Reflexionspolariskop.- 21.4 Messung der Hauptrichtungen.- 21.5 Spannungsoptische Dehnungsmessung.- 21.6 Dehnungsmessung an einem Punkt.- 21.7 Methoden zur getrennten Bestimmung der Hauptspannungen.- 21.8 Zusammenfassung.- 22 Ultraschall-Spannungsmessungen.- 22.1 Bleche.- 22.2 Schweißnähte.- 22.3 Schwere Schmiedestücke.- 22.4 Schienen und Schrauben.- 22.5 Hartmetall und Keramik.- 23 Mikromagnetische Spannungsmessungen.- 23.1 Turbinenschaufeln.- 23.2 Sägeblatt.- 23.3 Schweißnähte.- 23.4 Kugelgestrahlte Oberflächen.- 24 Neutronen-Spannungsmessungen.- 24.1 Einaxiale Beanspruchungen.- 24.2 Schweißverbindungen.- 24.3 Verbundwerkstoffe.- 24.4 Entwicklungstendenzen der Neutronenmethode.- 24.5 Der Neutroneneinfang als Quelle zusätzlicher Informationen.- 24.6 Transmissionsspektroskopie.- 25 Fehleranalyse und Datenreduktion.- 25.1 Problemstellung.- 25.2 Termdefinition.- 25.3 Ausgleichsrechnung.- 25.3.1 Fehlerfortpflanzung.- 25.3.2 Wahrscheinlichkeitsverteilung.- 26 Ausblick.- 27 Anhang.- 27.1 Elastische Kennwerte.- Sachwortverzeichnis.