Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP 
Die zerstörungsfreie Detektion von Last- und Eigenspannungszuständen in Bauteilen erfordert Verständnis von mechanischen Werkstoffeigenschaften und den zerstörungsfreien Methoden, nämlich Ultraschall und magnetische Prüfmethoden, die direkt durch diese Zustände des Werkstücks beeinflusst sind. Diese Eigenschaften werden am Fraunhofer IZFP in Laborversuchen ermittelt und zusammen mit Experimenten und Simulationen zu Methoden weiterentwickelt, die es ermöglichen auch im eingebauten Zustand oder innerhalb von Produktionslinien, die Spannungsanalyse durchzuführen.
Typischerweise ermöglichen Ultraschallmethoden unter Ausnutzung des akusto-elastischen Effekts Aussagen über die absoluten herrschenden Spannungen. Die hierzu notwendigen Ultraschall-Laufzeitmessungen erfolgen mit hochpräzisen Methoden, die oftmals auf ein bis zwei Nanosekunden reproduzierbar sein müssen.
Die magnetische Spannungsbestimmung ist als eine relative Prüfmethode zur Spannungsbestimmung auf vergleichbare Proben in vergleichbaren Zuständen angewiesen. Falls diese Referenzen verfügbar sind, kann durch das Ummagnetisierungsverhalten des Werkstoffs eine robuste Spanungsbestimmung erfolgen, die oftmals weniger anfällig für Bedienungsfehler umsetzbar ist als eine vergleichbare Ultraschallmessung.
Insbesondere bei komplexen Bauteilen und erschwerten Prüfumgebungen sind robuste Signalerzeugung, verlässliche Prüfgeräte und experimentelle Auswertemethoden oftmals essentiell zur Umsetzung bisher nicht gelöster Spannungsmessprobleme. Diese komplette Kette zu verstehen und anpassen zu können, stellt unseren Anspruch bei allen Forschungs- und Entwicklungsthemen dar.
Welche Spannungsbestimmungen werden bisher abgedeckt?
- Vorspannkraft von Schrauben
- Thermische Eigenspannungen von Bahnrädern
- Lastspannungen in Bahnschienen
- Eigenspannungen in Blechen
Welche Arten von Projekten können in diesem Bereich durchgeführt werden?
- Entwicklung neuer Prüfmethoden für Ultraschall
- Entwicklung verbesserter Auswertemethoden für Ultraschall und Magnetik
- Forschung für neue Prüfstrategien an neuartigen Bauteilen oder Werkstoffen
- Studien zur Reproduzierbarkeit und Machbarkeit der Spannungsmessmethoden
- Studien zur absoluten Genauigkeit von eingesetzten Methoden unter Berücksichtigung von Schwankungen innerhalb definierter Werkstoffgruppen und existierender Fehlereinflüsse