Digitale Ermittlung von Rissweite und Rissaufweitungsgeschwindigkeit

Spröde Versagensformen, wie das Versagen querkraftunbewehrter Bauteile, sind nur schwer prognostizierbar. Allerdings kann das beginnende Versagen infolge Querkraft durch die Bildung von Schubrissen charakterisiert werden. Vergleicht man die Schubrissweite zu einer bestimmten Last, so zeigen sich im Versuch bei geringer querkraftbewehrten Balken deutlich größere Rissweiten. Die Beobachtung der Aufweitung des initialen Schubrisses beinhaltet folglich ein Potenzial zur Ableitung eines Bewertungskriteriums für die Art des sich einstellenden Schubversagens.

Im Beitrag wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Nachverfolgung der Rissaufweitung anhand einer digitalen Bildanalyse und dessen Anwendung vorgestellt. Der aufgehende Schubriss wird dafür mit einer konventionellen Spiegelreflexkamera in vorgegebenem Intervall während des Belastungsversuchs fotografiert. Zur Rissidentifizierung werden Segmentierungsverfahren aus der Bildverarbeitung kombiniert und ein Binärbild erzeugt, in dem gerissene Bereiche weiß erscheinen. Bei bekannter Auflösung kann anhand der Rissanteile auf die Rissweite geschlossen werden.