Drahtlose SHM
Drahtlose Sensoren/Sensornetzwerke zur Strukturzustandsüberwachung (SHM) von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen mittels Lamb-Wellen |
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Walter Lang
In Kooperation mit dem IMSAS.
Forschungsstellen
- Friedrich Wilhelm Bessel Institut Forschungsgesellschaft mbH (FWBI)
- Faserinstitut Bremen e.V. (FIBRE)
Beschreibung des Projektes
|
In Zusammenarbeit mit dem Faserinstitut Bremen e.V. führt das FWBI unter Prof. Lang ein neues Projekt mit dem Forschungsthema "Drahtlose Sensoren/Sensornetzwerke zur Strukturzustandsüberwachung (SHM) von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen mittels Lamb-Wellen" kurz "Drahtlose SHM" durch.
Bei modernen Leichtbaustrukturen, die zum Beispiel in der Luftfahrt, Windenergie, Fahrzeugtechnik oder Bauindustrie verwendet werden, besteht oftmals ein Widerspruch des hohen Materialeinsatzes aufgrund von Sicherheitsanforderungen und dem Ziel eines möglichst geringen, effizienten Materialeinsatzes. Die kontinuierliche, zerstörungsfreie Strukturzustandsüberwachung (Structural Health Monitoring - SHM) ist ein Ansatz, dem Widerspruch entgegenzuwirken. Mit strukturintegrierten Überwachungssystemen sollen Schäden leicht und sicher erkannt, Inspektionsintervalle verlängert und die Lebensdauer erhöht werden.
|
||||
  |
||||
Forschungsziel:
Fortschritt:Für die Schadenserkennung mit PWAS wurde ein Probekörper mit eingebrachten künstlichen Defekten (Teflonfolien) erstellt. Hier verhindert eine aufgebrachte Dichtmasse die Reflexionen von Lamb-Wellen am Bauteilrand und unterbindet damit Störsignale. Das folgende Bild zeigt den Aufbau eines kabelgebundenen Systems mit eingebauten Referenzfehlern zur Verifizierung der Messmethode. Zur automatisierten Fehlstellenanalyse werden Algorithmen programmiert, die eine Autokorrelation zwischen einer Lamb-Welle aus einer "Baseline" und dem eigentlichen Messsignal erstellen. Die Differenz wird zur Bewertung des Bauteilbereiches genutzt.
|
||||
|
Der Faserverbundwerkstoff ist der Träger des PWAS und somit direkt mit dem Magnetfeld der Spulen verbunden. Die Materialeigenschaften haben daher einen direkten Einfluss auf die Stärke des Feldes. CFK ist bekannt als ein Leiter, in dem die elektrische Eigenschaften stark abhängig von den Herstellungstechniken, zum Beispiel den anisotropen und quasi-isotropen Platten, sind. Die Leitfähigkeit des CFK Laminat ist frequenzabhängig und steigt mit der Frequenz an. Die Grafik zeigt die Ergebnisse von Microwave CST Simulationen auf dem hohen Frequenzbereich (13,56 MHz), wo der Einfluss im Vergleich zu niedrigen Frequenzen größer ist. Die S11 Koeffizient Ergebnisse zeigen den Einfluss der CFK Leitfähigkeit.
|
 |
|||
Förderung
Laufzeit: Januar 2013 - Dezember 2015
Gefördert durch:
 |
Das IGF-Vorhaben 17649 N / 2 der Forschungsvereinigung DFMRS e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. |  |