Shearographie

Die Shearografie ist ein optisches Oberflächenmessverfahren. Es misst berührungslos und zerstörungsfrei die Dehnungen (genauer die erste Ableitung der Verformung) des Bauteils im μm Bereich. Aus der quantitativen Dehnungsmessung kann auf die Spannungen in der Bauteiloberfläche geschlossen werden. Durch eine qualitative Auswertung des Shearogramms lässt sich sehr schnell die Lage von Dehnungskonzentrationen und damit etwaige Fehlstellen ermitteln. Das Verfahren ist materialunabhängig, und bietet sich für den Einsatz in den Bereichen Qualitätskontrolle und Bauteiloptimierung an.

Anwendungen:

  •  Optische Dehnungsanalyse in der experimentellen Messtechnik
  •  Bauteiloptimierung bzw. Schwachstellenanalyse in Versuch und Entwicklung
  • Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung in Bezug auf die Detektion von Materialfehlern auf und unter der Oberfläche

Prinzip:

  • Beleuchtung eines Objektes mit kohärentem Licht (Laser)
  •  Diffuse Reflektion des Lichtes an der Objektoberfläche
  •  Entstehung von Mikrointerferenzerscheinungen (Specklekorrelation) durch Vershearung (Verschiebung) des Bildes im Michelson-Aufbau
  •  Aufnahme von leicht verschobenen (shearing) und mit sich selbst überlagerten Bilder  (self-referencing) im un- und belasteten Zustand
  •  Verrechnung beider Aufnahmen
     -> Entstehung von Korrelationsstreifen durch Interferenzerscheinungen (Makrointerferenzen) der beiden Aufnahmen

 

Vorteile:

  • Keine Schwingungsisolierung notwendig, da das Verfahren relativ unempfindlich gegen störende Umgebungseinflüsse und Starrkörperverschiebungen ist
  • Geeignet für Messungen in der Produktion bzw. vor Ort am real belasteten Bauteil
  • Schnelles Auffinden von Dehnungs- bzw. Neigungskonzentrationen, die an Schwachstellen, Fehlstellen oder in überbeanspruchten Bereichen auftreten
  • Schnelle Analyse der aufgenommenen Bilder durch elektronische Auswertung der Interferenzstreifen
  • Direkte Messung der Dehnung und Neigung (keine Differentiation erforderlich)
  • Relativ einfacher, robuster Aufbau und leichtes Handling
  • Da nahe beieinander liegende Objektpunkte miteinander interferieren, können auch Laser mit geringer Kohärenzlänge eingesetzt werden
  • Die Prüfung erfolgt zerstörungsfrei, materialunabhängig und flächendeckend
  • Variabler Messbereich durch Einstellen des Shearbetrages

Nachteile:

  •     Messung nur von reellen Dehnungen möglich
  •     Dehnungsmessungen nur bis ca. 0,5.10 -4 - 1% möglich