Vorteile für den Benutzer
- Die Hochgeschwindigkeits-Videokamera HPV-X3 hat eine dreimal höhere Auflösung als herkömmliche Modelle und ermöglicht hochauflösende Hochgeschwindigkeitsaufnahmen.
- Mit dem HPV-X3 können der Ursprung von Glasbrüchen und die Ausbreitung von Rissen beobachtet werden, wobei eine Hochgeschwindigkeitsaufnahme mit maximal 20 Mfps möglich ist.
Einführung
In den letzten Jahren wird Glas in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt
Anwendungen, einschließlich Elektronik, Automobile und
Architektur. Smartphone-Bildschirme und Autoscheiben zum Beispiel erfordern hochfestes Glas, weshalb Dreipunkt-Biegeversuche, Vierpunkt-Biegeversuche und Ring-auf-Ring-Biegeversuche zur Bewertung der Festigkeit eingesetzt werden. Bei Drei- und Vierpunkt-Biegeversuchen hängen die Ergebnisse von der Beschaffenheit der Kanten ab, da Risse an der Kante des Prüfstücks zum Ursprung eines Bruchs werden können. Der Ring-auf-Ring-Biegeversuch hingegen gilt als biaxialer Vier-Punkt-Biegeversuch und kann die Festigkeit des Glases in der Ebene" bewerten, ohne von den Kanten beeinflusst zu werden. Dieser Test ist in der ASTM C1499 beschrieben, und die Entscheidung über Bestehen oder Nichtbestehen wird durch Beobachtung des Ursprungs des Bruchs auf der Probe mit einem auf der Druckseite angebrachten Klebeband bestimmt. Dementsprechend ist es wichtig, nicht nur den Test durchzuführen, sondern auch den Ursprung des Bruchs zu bestätigen. In einem früheren Bericht1) wurde der Bruchprozess von verstärktem Glas in einem Ring-auf-Ring-Biegeversuch mit der Hochgeschwindigkeits-Videokamera HPV-X2 beobachtet. Die neu entwickelte HPV-X3 (Abb. 1) hat eine dreimal höhere Auflösung als die HPV-X2 und ermöglicht eine detailliertere Beobachtung von Glasrissen.
Messsystem
Das Bruchverhalten in einem Glasring-auf-Ring-Biegeversuch wurde mit einer Hochgeschwindigkeits-Videokamera (HPV-X3) und einem
Präzisions-Universalprüfmaschine (AGX-V2). Die Prüfausrüstung ist in Tabelle 1 dargestellt, und die Aufzeichnungs- und Prüfbedingungen sind in Tabelle 2 aufgeführt. Abb. 2 und 3 zeigen den Beobachtungsaufbau und den Prüfabschnitt. Die Innenseite der Ring-auf-Ring-Prüfvorrichtung war ausgehöhlt, so dass der Bruch von unten mit Hilfe eines direkt unter dem Prüfstück angebrachten Spiegels beobachtet werden konnte. Am Lastring wurde ein Beschleunigungssensor angebracht, um Änderungen der Beschleunigung zum Zeitpunkt des Bruchs zu erfassen. Dieser diente als Auslöser. Zusätzlich wurde auf der Oberseite des Prüfkörpers eine reflektierende Folie angebracht, um die Beobachtung der Rissausbreitung zu erleichtern. Das Prüfstück bestand aus gehärtetem Glas, und die Prüfgeschwindigkeit betrug 5 mm/min, während die Aufzeichnungsgeschwindigkeit auf 10 Mfps eingestellt war.
Ergebnis der Messung
Abb. 4 zeigt die Ergebnisse der Bruchbeobachtung bei der Ring-auf-Ring-Biegeprüfung. In (2) ist der Bruchursprung auf dem Lastring zu sehen, und von (3) bis (12) kann die Ausbreitung der Risse beobachtet werden, während sich der Kreis des Ursprungs ausdehnt. Abb. 5 vergleicht die mit dem HPV-X2 aufgenommenen Bilder aus dem vorherigen Bericht mit den neu aufgenommenen Bildern, die mit dem HPV-X3 gemacht wurden. Das Bild des HPV-X3 in Abb. 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Rissbereichs aus Abb. 4(4). In ähnlicher Weise ist das Bild des HPV-X2 in Abb. 5 eine vergrößerte Ansicht des Rissbereichs aus dem vorherigen Bericht. Auf dem HPV-X2-Bild ist der Umriss des schwarzen Kreises an der Bruchstelle etwas undeutlich. Im Gegensatz dazu ermöglicht das HPV-X3 die Identifizierung von Rissen, die strahlenförmig vom Bruchursprung ausgehen, und es ist zu erkennen, dass die verbesserte Auflösung eine detailliertere Betrachtung ermöglicht.
Schlussfolgerung
Das Bruchverhalten im Ring-auf-Ring-Biegeversuch von vorgespanntem Glas wurde mit dem Hochgeschwindigkeitsgerät HPV-X3 beobachtet
Videokamera. Die Rissausbreitungsgeschwindigkeit in Glas ist sehr hoch, so dass eine Hochgeschwindigkeits-Videokamera mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von über 5 Mfps für diese Beobachtungen geeignet ist. Die Auflösung der HPV-X3 wurde im Vergleich zur herkömmlichen HPV-X2 um das Dreifache verbessert, was eine deutlichere Darstellung der Risse ermöglicht. Auf diese Weise kann das HPV-X3 einen Beitrag zur Entwicklung von Glas leisten.
Referenzen
1) Bruchbeobachtung von Glas im Ring-auf-Ring-Biegetest, Application News Nr. V30
English 
German 
Czech 
Slovak 
Bulgarian 
Romanian 