Auswirkungen von Umwelteinflüssen und Schädigungen auf das Ausbreitungs- und Dämpfungsverhalten von Lamb-Wellen in Faserverbundwerkstoffen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Axel Herrmann
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 212716418

Das beantragte Forschungsvorhaben untersucht den Einfluss von last-, alterungs- und umgebungs-bedingten Kennwertänderungen in Faserverbundwerkstoffen auf die frequenzabhängige Änderung von Dämpfung und Gruppengeschwindigkeit von geführten bzw. Lamb-Wellen. Dies umfasst die Auswirkungen von Feuchte, Temperatur, statischer Last und mechanischer Kennwertdegradation durch zyklische Belastung sowie die Auswirkungen der damit verbundenen Rissbildung im Werkstoff. Dazu werden geeignete Probekörper entsprechenden Einflüssen ausgesetzt und dann mit Hilfe piezoelektrischer Aktuatoren über ein breites Frequenzspektrum hinweg angeregt. Die frequenzabhängige Dämpfung der Schwingungsamplitude und die Dispersion der Ausbreitungsgeschwindigkeit werden aus den Antworten piezoelektrischer Sensoren ermittelt. Die Resultate werden miteinander und mit den Umgebungsbedingungen korreliert und mit den Ergebnissen geeigneter Modelle und alternativer Überwachungsmethoden verglichen. Die Möglichkeit zur in-situ-Ermittlung von Dämpfungskennwerten und von Aussagen über den Probenzustand und die Probenbelastung wird untersucht. Schließlich werden die Auswirkungen der Ergebnisse auf die Strukturüberwachung von dynamisch beanspruchten FVW mit Lamb-Wellen abgeschätzt, besonders auf die benötigte Sensordichte für die Überwachung realer Bauteile. Ziel des Projektes ist es, das Wissen über die Auswirkungen von faserverbund-typischen Schädigungen und Umwelteinflüssen auf die Lamb-Wellen Ausbreitung deutlich zu erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen