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INHALTE

23.12.2013 - Best Paper Award für Forscher des BMTI

The Research Training Group on Lorentz Force Velocimetry and Eddy Current Testing Best Paper Award 2013

Der Versuchsaufbau im Labor des Fachgebietes Theoretische Elektrotechnik
Resultat der Rekonstruktion eines Defektprofils (Draufsicht). Die Position des realen Defekts markiert das schwarze Rechteck.

B. Petković, J. Haueisen, M. Zec, R. P. Uhlig, H. Brauer and M. Ziolkowski. NDT&E International, 59, S. 57-67, 2013

Die Wirbelstromprüfung ist ein etabliertes Verfahren für eine zerstörungsfreie Prüfung elektrisch leitender Prüfkörper. An der TU Ilmenau wird seit 2010 im Rahmen des Graduiertenkollegs Lorentzkraft eine neuartiges Prüfprinzip, die Lorentzkraft-Wirbelstromprüfung, untersucht. Dabei führt die Bewegung des Prüfkörpers im statischen Magnetfeld eines Permanentmagneten zur Induktion von Wirbelströmen, die wiederum Lorentzkräfte hervorrufen, die am Magnetsystem gemessen werden.

Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Approximationsverfahren sowohl zur Bestimmung der Wirbelstromfelder in einem Prüfkörper (Stapel aus Aluminium-Blechen), der im statischen Magnetfeld eines Permanentmagneten mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, als auch der auf das Magnetsystem wirkenden Lorentzkräfte. Verglichen mit numerischen Simulationen (Finite-Elemente-Methode) für oberflächennahe und innere Defekte ergeben sich mit dieser Methode für kleine Geschwindigkeiten (ca. 0.5 m/s) nur geringe Abweichungen. Darauf aufbauend wird ein neues Rekonstruktionsverfahren vorgeschlagen, das es erlaubt, mithilfe von Messungen der Lorentzkräfte und stark vereinfachten numerischer Simulationen der Wirbelstromverteilung Defekte in mehrschichtigen leitfähigen Materialien (Aluminiumblechpaket) zu identifizieren.

Wir schlagen eine neue Methode für die kontaktlose, zerstörungsfreie Untersuchung mehrschichtiger leitfähiger Materialien vor, die sogenannte Lorentzkraft-Evaluation. Dabei wird die Lorentzkraft gemessen, die auf einen Dauermagneten wirkt, der relativ zu einem Testkörper bewegt. Es wird eine neue Approximationsmethode für die Berechnung der magnetischen Felder und der resultierenden Lorentzkräfte vorgeschlagen. Verglichen mit numerischen Simulationen der Finite-Elemente-Analyse für oberflächennahe und innere Defekte zeigt diese Methode eine Fehlerquote kleiner 7%. Damit wird ein neues Rekonstruktionsverfahren bereitgestellt, das es erlaubt, mithilfe von Messungen der Lorentzkräfte und numerischer Simulationen Defekte in mehrschichtigen leitfähigen Materialien zu identifizieren.