Bei der Ringkern-Methode wird ein Schlitz um eine spezielle DMS-Rosette mit 3 überlappenden Gittern mit Hilfe eines speziellen Elektromotors zum Bohren hergestellt. Der Bohrvorgang wird mit aufeinanderfolgenden Tiefenschritten durchgeführt: Am Ende jedes Bohrschritts werden die entspannten Dehnungen durch einen speziellen digitalen DMS-Verstärker erfasst. Nachdem alle Dehnungskurven erfasst wurden, werden diese verarbeitet, um die ursprünglich im Bauteil vorhandene Eigenspannung zu bewerten.
Die Größe des Schlitzes beträgt ca. 18 mm x 14 mm (Außen- und Innendurchmesser) mit einer typischen Tiefe von 4 bis 5 mm. Die Methode ermöglicht auch die Berechnung von gleichmäßigen und ungleichmäßigen Eigenspannungen in der zu untersuchenden Dicke.
Diese Art der Messung hat eine Reihe von bedeutenden Vorteilen gegenüber anderen Techniken, die Dehnungsmessstreifen zur Messung von Eigenspannungen verwenden: Erstens erzeugt die Ringkern-Methode bei gleichem Eigenspannungsbereich ein größeres Dehnungssignal (ca. 3-4 mal größer als die Sackloch-Methode) und garantiert aus diesem Grund eine größere Genauigkeit bei der Dehnungsmessung. Darüber hinaus hat die Methode eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Exzentrizitätsfehlern.
Die Ringkern-Dehnungsmessstreifen-Methode ist noch nicht weltweit genormt; es gibt jedoch mehrere anerkannte Verfahren für spezifische industrielle Anwendungen (z. B. die KWU-Methode) zur Bewertung von Eigenspannungen (hauptsächlich an großen Schmiedeteilen). Bei diesen Bauteilen ändert das Vorhandensein eines kleinen Schlitzes auf der Oberfläche des Teils (der später durch Bearbeitung entfernt werden kann oder nicht) nichts an der Integrität und Funktionalität des mechanischen Teils.
Darüber hinaus gibt es analog zur Borlochmethode mehrere wissenschaftliche Artikel und experimentelle Forschungsarbeiten in der Literatur, die sich mit der Bewertung von Eigenspannungen mittels der Ringkern-Methode unter Verwendung unterschiedlicher Berechnungsstrategien befassen. Insbesondere ist es möglich, ungleichmäßige Eigenspannungsfelder mit der Integralmethode auszuwerten: In diesem Fall wurden, dank der Zusammenarbeit mit den weltweit referenziertesten Universitäten zu diesem Thema, spezifische numerische Koeffizientenmatrizen für die Bestimmung von Eigenspannungen mit Hilfe von Finite-Elemente-Methoden (FEM) ausgewertet.
Basierend auf der langjährigen Erfahrung im Bereich der Dehnungsmessstreifen-Messung, dem Know-how in der mechanischen Konstruktion und der Softwareentwicklung hat SINT Technology ein vollautomatisches System (MTS3000-RingCore), zur Messung von Eigenspannungen nach der Ringkern-Methode entwickelt und patentiert.
Dank seines neuen Designs kann der MTS3000-Ringkern sowohl für Labor- als auch für Vor-Ort Messungen eingesetzt werden und ermöglicht schnelle, einfache und zuverlässige Eigenspannungsmessungen. Daher garantiert der Einsatz dieser Technologie sowie die Anwesenheit erfahrener Ingenieure beste Ergebnisse für die unterschiedlichsten Anforderungen. Die Ingenieure von SINT Technology bieten sowohl Erfahrung als auch Fachwissen im Bereich der Eigenspannungsmessung, da sie über fundierte technische Kenntnisse des MTS3000-Ringkern-Systems verfügen und direkt an der Leitung des Herstellungs-, Montage-, Kalibrierungs- und Testprozesses des Geräts beteiligt waren.
Bibliographische Einblicke & Wissenschaftliche Veröffentlichungen
- Barsanti, M., Beghini, M., Santus, C., Benincasa, A., & Bertelli, L. (2018). Integral method coefficients for the ring-core technique to evaluate non-uniform residual stresses. The Journal of Strain Analysis for Engineering Design, 53(4), 210–224. https://doi.org/10.1177/0309324718760438
- Schajer GS, Whitehead PS. Hole-drilling and ring coring. In: Schajer GS, editor. Chapter 2 in Practical Residual Stress Measurement Methods. Chichester, UK: Wiley; 2013. pp. 29-64
- Ajovalasit, A., Petrucci, G., Zucarello, B. “Determination of Nonuniform Residual Stresses Using the Ring-Core Method”, Journal of Engineering Materials and Technology, Volume 118, Issue 2, pp 224-228, 1996.
- Zuccarello, B. “Optimization of depth increment distribution in the ring-core method”, Journal of Strain Analysis for Engineering Design, Volume 31, Number 4, pp 251-258, 1996.
- Zuccarello, B., Menda, F. & Scafidi, M. Error and Uncertainty Analysis of Non-Uniform Residual Stress Evaluation by Using the Ring-Core Method. Exp Mech 56, 1531–1546 (2016). https://doi.org/10.1007/s11340-016-0150-5
- Valentini E, Benincasa A, Bertelli L (2011) An automatic system for measuring residual stresses by Ring-core method, Italian stress analysis association, 40th National Congress, University of Palermo