Intelligente Durchführung von in situ Ermüdungsversuchen auf Mikroebene mittels OPC UA

Kurzfassung

In der Luft- und Raumfahrt sowie Antriebssysteme tragen innovative Werkstoffe maßgeblich zur Entwicklung emissionsarmer und energieeffizienter Gasturbinensysteme bei. Dabei erfordert der qualifizierte Einsatz dieser Werkstoffe eine fundierte Analyse werkstoffspezifischer Schädigungsmechanismen sowie eine darauf basierende modellgestützte Lebensdauervorhersage unter realitätsnahen thermomechanischen Beanspruchungsbedingungen. So wird das Materialverhalten experimentell erfasst und systematisch ausgewertet, um verlässliche Vorhersagemodelle zur Bewertung der strukturellen Integrität und Einsatzdauer dieser Werkstoffe abzubilden. Für einen automatisierten Versuchsablauf eröffnet die OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) einen leistungsfähigen Kommunikationsstandard für die durchgängige, sichere und strukturierte Vernetzung von Prüfsystemen, Sensorik und Simulationsmodellen. In unserem Beitrag stellen wir ein Automatisierungskonzept für die intelligente Durchführung von Ermüdungsversuchen vor. Hierzu betrachten wir die Rissinitiierung und den Rissfortschritt bei in-situ Ermüdungsversuchen und übertragen Informationen mittels OPC UA-Schnittstellen. Unser Konzept beinhaltet die systemübergreifende Erfassung, Übertragung und Interpretation von Versuchsdaten durch vernetzte Prüfstandsarchitekturen und ermöglicht es auf Basis der realen Rissentwicklung automatisiert Versuche durchzuführen. Darüber hinaus werden sämtliche Ereignisse, Fehlermeldungen und Zustandsänderungen während des Versuchsdurchlaufs kontinuierlich erfasst und dokumentiert, wodurch eine lückenlose Rückverfolgbarkeit und Nachvollziehbarkeit des Versuchsablaufs gewährleistet wird. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Datenkommunikation und Analyse von vernetzten Prüfstandsarchitekturen sowie Ableitung automatisierbarer Prozesse.