Zerstörungsfreie Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Feinblechen mit dem Wirbelstromverfahren
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Diss. Reihe Fertigungstechnik, Band 77
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The aim of this thesis was to develop an eddy current testing system capable of determining mechanical properties of sheet metal nondestructively. The intention is to check the sheet quality directly prior to the forming process. Inadmissible deviations from desired values can be recognized and disturbances of the production process avoided. For this purpose a flexible, modular and automated testing device has been built up. Multiple regression methods and neural networks have been applied to evaluate the measurement data. The results show that the eddy current method in connection with complex data evaluation methods is capable of determining quantities relevant for metal forming nondestructively. Investigations on deep drawing steel show that the tensile strength and yield strength can be determined with deviations <±5% and <±10% respectively. Testing time in the range of two seconds could be realized by optimizing the evaluation algorithms. Thus a flexible, cheap and precise testing system is available that enables to check mechanical properties very fast and can be applied for increasing the process performance.
Abstract
Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines auf dem Wirbelstromprinzip basierenden Meßsystems, das zur zerstörungsfreien Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Stahlfeinblech eingesetzt werden kann. Es soll zur Überwachung des Werkstoffes vor der Blechbearbeitung dienen, so daß unzulässige Abweichungen von vorgegebenen Sollwerten erkannt und zur Vermeidung von Störungen des Produktionsprozesses genutzt werden können. Für den Einsatz in der fertigungsintegrierten Blechprüfung wurde eine modular aufgebaute, flexibel einsetzbare und automatisierte Vorrichtung entwickelt. Zur Auswertung der Meßdaten wurden Algorithmen auf der Basis multipler Regressionsmethoden und neuronaler Netze eingesetzt. Die erzielten Meßergebnisse zeigen, daß die Wirbelstromprüfung geeignet ist, für die Blechumformung relevante mechanische Kenngrößen zerstörungsfrei zu ermitteln. Dies wurde durch die typischen Meßabweichungen von <±5% für die Zugfestigkeit und <±10% für 0.2%-Dehngrenze nachgewiesen. Durch Optimierung der Auswertestrategien konnten Meßzeiten im Bereich von zwei Sekunden erzielt werden. Damit steht ein flexibles, kostengünstiges und präzises Meßsystem zur Verfügung, das eine rasche Kontrolle mechanischer Blecheigenschaften erlaubt und zur Steigerung der Prozeßsicherheit beitragen kann.