Zerstörungsfreie Charakterisierung von Ermüdungsschädigungen mittels Thermographie

Zur zerstörungsfreien Werkstoffcharakterisierung wurde eine neue Methode entwickelt, die auf der Analyse von mechanisch induzierten thermischen Effekten im geprüften Werkstoff basiert. Während der zyklischen mechanischen Beanspruchung wird ein Temperaturanstieg infolge dissipierter Wärme hervorgerufen. Die Ursache dafür ist die innere mechanische Dämpfung (Hystereseverluste) im Werkstoff, die charakteristisch für die (Sub-)Mikrostruktur sein kann. Anhand der induzierten Temperatureffekte wurde die dissipierte Wärmeenergie pro Beanspruchungszyklus quantitativ ermittelt. Damit konnte die üblicherweise nur schwer zugängliche Fläche der mechanischen Hysterese unabhängig von den thermischen Randbedingungen charakterisiert werden. Die experimentellen Untersuchungen wurden vorrangig an der Titanlegierung Ti-6Al-4V in unterschiedlichen Ermüdungszuständen durchgeführt. Dabei wurden charakteristische Abhängigkeiten des zerstörungsfreien thermischen Parameters vom Grad der Ermüdungsschädigung bereits in den Frühstadien festgestellt.