Ermüdung des Materials im Exoskelett: Analyse eines kritischen Versagens mit GOM und SolidWorks

12. May 2026 Veröffentlicht | Aus dem Spanischen übersetzt

Ein Arbeiter erlitt schwere Verletzungen, als ein hydraulisches Logistik-Assistenz-Exoskelett ohne Vorwarnung eine heftige Rückwärtsbewegung ausführte. Die Untersuchung konzentriert sich darauf, festzustellen, ob die Ursache ein Softwarefehler oder Materialermüdung war. Zu diesem Zweck wurde ein Arbeitsablauf aus 3D-Metrologie und mechanischer Simulation implementiert, der es ermöglicht, submillimetrische Verformungen an den Kolben und den Verschleiß an den Drehpunkten der Struktur zu analysieren.

CAD-Rendering eines hydraulischen Exoskeletts mit Spannungsanalyse und verschlissenen Drehpunkten

Technischer Arbeitsablauf: Metrologie und Spannungssimulation 🔧

Der Prozess beginnt mit dem submillimetrischen Scannen des beschädigten Exoskeletts. Unter Verwendung von GOM Inspect wird die Metrologie der Mikro-Hydraulikkolben durchgeführt, um plastische Verformungen oder Mikrorisse zu erkennen. Parallel dazu werden mit CloudCompare die Netze der gesunden Komponente (ursprüngliche CAD-Datei) mit dem deformierten Teil verglichen, wodurch eine chromatische Abweichungskarte erstellt wird. Diese Analyse zeigt Spannungskonzentrationszonen an den Drehpunkten. Anschließend werden diese realen Geometrien in SolidWorks importiert, um eine Finite-Elemente-Analyse (FEA) durchzuführen, die die akkumulierten zyklischen Lasten simuliert und feststellt, ob das Material vor dem Versagen seine Ermüdungsgrenze überschritten hat.

Rekonstruktion und Diagnose: Zwischen Code und Metall 🛠️

Die rekonstruktive Animation des Versagens, erstellt in Blender, integriert die Verformungsdaten mit der Kinematik des Exoskeletts. Dies ermöglicht die Visualisierung der genauen Abfolge der heftigen Rückwärtsbewegung. Die Analyse kommt zu dem Schluss, dass, obwohl die Software möglicherweise einen fehlerhaften Befehl gesendet hat, der katastrophale Bruch durch Materialermüdung an den Drehpunktlagern ausgelöst wurde, die einen akkumulierten Verschleiß aufwiesen, der bei früheren Sichtprüfungen nicht erkennbar war. Die Kombination aus Metrologie und Simulation war entscheidend, um einen rein logischen Fehler auszuschließen.

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