Entwicklung eines optischen Systems zur Evaluierung des Ermüdungsrissverhaltens von Elastomerwerkstoffen

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist die Konstruktion eines Systems zur Erfassung der Rissinitiierung und Rissausbreitung von dynamisch belasteten Elastomeren. Die Grundlage bildet eine bestehende Zug-Druck-Prüfmaschine, deren Steuerung mit der LabVIEW Entwicklungsumgebung realisiert ist. Die Steuerungssoftware wird erweitert um Anweisungslisten abzuarbeiten. Damit ist die Prüfmaschine in der Lage unbeaufsichtigt Belastungstests durchzuführen. Neben dem Interpreter der Anweisungsliste wird eine Schnittstelle programmiert, die der Kommunikation mit dem Kamerasystem dient. Das optische System besteht aus einer CMOS-Kamera, welche auf einer riemengetriebenen Linearführung die Probe zyklisch abfotografiert. Diese Fotos werden nach vollständiger Zerstörung der Probe in einem entkoppelten Programm vermessen, um signifikante Größen der Rissausbreitung zu bestimmen. Die Bildverarbeitung und Vermessung erfolgt mit dem LabVIEW Vision Paket. Neben LabVIEW arbeitet die erstellte Bildverarbeitungssoftware mit den frei erhältlichen Softwarepaketen ImageMagick, AutoHot-Key und AutoStitch zusammen.

This thesis deals with the construction of an optical analysis system for an existing material testing machine. It describes the construction of a system, which is being used to determine and analyse the crack initiation of elastomers under dynamic loads. A new software feature was programmed which enables the machine to process command lists. Thus, the machine is capable of conducting unattended load tests. An interface was designed to enable the program to control the camera system. The developed system uses a CMOS camera placed on a belt driven guide to check the samples for cracks. The software is designed in LabVIEW and uses an Arduino microcontroller to communicate with the stepper motor drivers. The photos are analysed by a separate program which uses the LabVIEW Vision Software. The system utilizes the free available softwares AutoHotKey, AutoStitch and ImageMagick.