Project without external funding

Entwicklung eines Sensors auf der Basis piezoelektrischer Polymerfolien zur In-Situ Messung von Spannungsintensitätsfaktoren bei Ermüdungsrisswachstum


Project Details
Project duration: 08/201007/2012


Abstract
Die Lebensdauer technischer Strukturen wird in erheblichem Maße durch unterkritisches Risswachstum begrenzt, insbesondere zählt Ermüdungsbruch zu den häufigsten Schadensfällen. Wenn die Belastungssituation, Bauteilgeometrie, Materialeigenschaften etc. bekannt sind, kann die bruchmechanische Beanspruchungsanalyse numerisch mit der Methode der Finiten Elemente (FEM) erfolgen. In vielen Fällen sind diese Eingangsinformationen jedoch nicht bekannt, vor allem bei stochastischen Lastkollektiven, denen z.B. Bauwerke oder Luftfahrtkonstruktionen ausgesetzt sind oder bei komplexen Konstruktionen und Anlagen. Im Rahmen dieses Projektes wird daher ein Sensor konzipiert und entwickelt, der die Lokalisierung der Rissspitze und die Messung von Schwingbreiten der bruchmechanischen Beanspruchungsgrößen KI, KII in platten- und schalenartigen Strukturen ermöglicht. Hierzu wird eine Folie aus dem piezoelektrischen Polymer PVDF mit der Strukturoberfläche verklebt. Die an Elektroden abgegriffenen elektrischen Signale sind ein Maß für die Verzerrungen an der Oberfläche des Bauteils und ermöglichen durch Lösung der inversen Problemstellung die Berechnung der bruchmechanischen Beanspruchungsgrößen sowie die Ermittlung der Rissposition. Damit ist ein wesentlicher Fortschritt zur Überwachung der Sicherheit technischer Anlagen und Konstruktionen erbracht.

Last updated on 2019-24-09 at 10:43