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Modell-basierte Bestimmung der Auffindwahrscheinlichkeit (POD) von Volumenfehlern in schwerprüfbaren Bauteilen

 
: Spies, Martin; Rieder, Hans; Dillhöfer, Alexander

Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. -DGZfP-, Berlin:
ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung. DGZfP-Jahrestagung 2012. CD-ROM : Graz, 17. - 19. September 2012; DACH-Jahrestagung 2012 Zerstörungsfreie Materialprüfung
Berlin: DGZfP, 2012 (DGZfP-Berichtsbände 136-CD)
ISBN: 978-3-940283-44-3
8 pp.
Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (Jahrestagung) <2012, Graz>
German
Conference Paper
Fraunhofer ITWM ()
Ultraschall; Fehler; Simulation; Modellierung; Fehlerauffindwahrscheinlichkeit; Testkörper; Validierung

Abstract
Bei der Anwendung von ZfP-Verfahren muss gezeigt werden, dass die gewählte Prüfmethode die erforderlichen Nachweiseigenschaften besitzt. Zu deren Charakterisierung anhand der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit (englisch: Probability of Detection, POD) sind aufwändige, zeit- und kostenintensive experimentelle Untersuchungen an speziell gefertigten Testkörpern notwendig. Bei schwerprüfbaren Bauteilen wie beispielsweise Gusskomponenten müssen dabei im Hinblick auf die Ultraschallprüfung eine Vielzahl von Material- und Geometrieparametern berücksichtigt werden. Allerdings kann mit Hilfe von validierten Simulationsverfahren der experimentelle Aufwand reduziert werden. So kann der Einfluss der Oberflächenkrümmung oder unterschiedlicher Fehlerparameter, aber auch von durch die Mikrostruktur bedingte n variierenden Schallgeschwindigkeiten und Schallschwächungen, auf die Fehlersignale untersucht werden. In diesem Beitrag berichten wir über einen solchen Ansatz zur modell-basierten POD-Bestimmung (Model-Assisted POD) unter Verwendung der Generalisierten Punktquellensynthese in Verbindung mit einem geeigneten Modell für das (Gefüge-) Rauschen. Am Beispiel eines CuNiAl-Bronze-Bauteils illustrieren wir die Durchführung einer individuellen â versus a-POD-Bewertung auf Basis experimentell ermittelter Daten unter Zuhilfenahme von Simulationsrechnungen. Neben der POD berechnen wir auch die Wahrscheinlichkeit für Fehlanzeigen (englisch: Probability of False Indication, PFI). Durch diesen Ansatz wird erreicht, dass die kostspielige Anfertigung von Testkörpern in Grenzen gehalten werden kann. Dies ist beispielsweise bei der Schiffspropellerprüfung mittels Ultraschall aufgrund der Formen- und Größenvielfalt dieser Bauteile unabdingbar.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-230049.html