TY - CONF A1 - Trappe, Volker A1 - Nielow, D. A1 - Hickmann, Stefan A1 - Kupsch, Andreas A1 - Gaal, Mate A1 - Redmer, Bernhard A1 - Krankenhagen, Rainer T1 - Sandwich-Schalenstrukturen in situ charakterisiert mit Thermographie und Felddehnungsmessungen N2 - An der BAM wurde ein Schalenprüfstand entwickelt, mit dem typische Sandwichschalenstrukturen unter simulierter Betriebsbeanspruchung belastet werden können. Im mechanischen Ermüdungsversuch wurden in situ die Entstehung von Schäden in Schalenprüfkörpern mit Test-Imperfektionen mittels der passiven Thermographie und Felddehnungsmessungen verfolgt. Damit konnten der Zeitpunkt, der Schadensursprung und der Schadensfortschritt zerstörungsfrei bestimmt werden. Zudem wurden vergleichend Schalenprüfkörper mit Luftultraschall und der Röntgen-Laminographie untersucht. Im Rahmen eines BMWi-Forschungsvorhabens wurden die Schädigungsmechanismen evaluiert und Empfehlungen für die Praxis der Fertigung von Rotorblättern abgeleitet. In diesem Beitrag wird sich auf die Darstellung der ZfP-Verfahren und der ZfP-Ergebnisse konzentriert. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2018 CY - Leipzig, Germany DA - 07.05.2018 KW - Windkraft KW - Rotorblatt KW - Schalenprüfstand KW - Thermographie KW - Laminographie KW - Luftultraschall PY - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-469395 VL - 166 SP - 1 EP - 11 AN - OPUS4-46939 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eisermann, René A1 - Schukar, Marcus A1 - Nagel, Lukas A1 - Hickmann, Stefan A1 - Munzke, Dorit A1 - Trappe, Volker T1 - Characterising the material degradation of inner pressure-loaded GFRP-tube specimens using distributed strain sensing N2 - Glass-fibre-reinforced plastics (GFRP) are commonly used for the construction of pressure vessels and tanks for example in automotive and aerospace industries. Especially for pressure vessels used for the storage of natural gas or hydrogen with operation pressures up to 700 bar, an early material fatigue detection is of great interest. Measuring the distributed strain profile of GFRP structures helps to understand and detect material fatigue. In this article, we demonstrate the great potential of swept wavelength interferometry (SWI) based distributed strain sensing for the monitoring of pressure vessels made from GFRP. A resin transfer molding (RTM) process was used to manufacture GFRP-tube specimens. Commercial optical fibres with polyimid coating were glued to the surface externally in circumferential and axial direction. A cyclic load of up to 150 bar was applied to the samples using a servo-hydraulic test bench. Comparing the loaded and unloaded test conditions, we determined up to 2 % elongation in circumferential direction. We demonstrate reliable distributed strain measurements with sub-centimetre spatial resolution. By monitoring these high-resolution strain profiles, we were able to detect local material degradation that manifested itself as localized strain changes. Crucially, the material Degradation could be detected already after 75 % of dat the fatigue life before a crack appeared that led to leakage. T2 - Sensoren und Messsysteme - 19. ITG/GMA-Fachtagung CY - Nürnberg, Germany DA - 26.06.2018 KW - Distributed fibre optic sensors KW - Optical backscatter reflectometry KW - Swept wavelength interferometry (SWI) KW - Structural health monitoring (SHM) KW - Composite structures KW - Optical fibre PY - 2018 UR - https://ieeexplore.ieee.org/document/8436172/ SN - 978-3-8007-4683-5 SP - 239 EP - 242 PB - VDE VERLAG GMBH CY - Berlin AN - OPUS4-45887 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker A1 - Hickmann, Stefan A1 - Kupsch, Andreas A1 - Müller, Bernd R. A1 - Laquai, René A1 - De Monte, M. T1 - Risse an gekerbten kurzglasfaserverstärkten Thermoplasten zerstörungsfrei charakterisiert mit Röntgenverfahren N2 - Proben mit einer Mittelkerbe aus Polyamid 66 mit 35% Gewichtsan-teil an Kurzglasfaser (PA-GF35) wurden im Spritzgießverfahren hergestellt und in einem ungeschädigten und durch Schwingbeanspruch geschädigten Zustand mittels Röntgenverfahren charakterisiert. Sowohl die Faserorientierungsverteilung als auch die Riss-/Mikrorissbildung wurden mit der Röntgenrefraktionstopographie in einem SAXS-Aufbau und dem Diffraction-Enhanced-Imaging am Synchrotron (BESSY II) analysiert. Beide Verfahren spiegeln in guter Übereinstimmung die Charakteristiken dieser Werkstoffklasse in Bezug auf die Fertigungsqualität und die Schädigungsme-chanismen wider. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Kurzfaserverstärktes Polyamid KW - Röntgenverfahren KW - Rissfortschritt PY - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-435659 UR - https://www.dgzfp.de/Dienste/Publikationen?kategorie=Berichtsb%C3%A4nde SN - 978-3-940283-85-6 VL - 2017 SP - 1 EP - 11 PB - DGZfP CY - Berlin AN - OPUS4-43565 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker A1 - Müller, Alexander A1 - Hickmann, Stefan T1 - Infinite life of CFRP evaluated non-destructively with X-ray-refraction topography in-situ mechanical loading N2 - Carbon Fibre Reinforced Plastics (CFRP) are more and more used in modern civil aircrafts. These days the whole fuselage is made of this material (B787; A350). Due to strict certification standards the normal in-service loading gives a low stress level compared to the static and even the fatigue strength of the material. Hence CFRP are assumed to have an infinite life. To evaluate this assumption, fatigue tests on CFRP-specimens were performed up to 108 load cycles and the first inter-fibre failure was evaluated non-destructively by accompanying Xray-refraction topography. A tensile testing machine was integrated in a small angle X-ray scattering (SAXS) setup. X-ray refraction topography was performed while the CFRP samples were tensile loaded. This non-destructive technique enables the detection of micro-cracking and inter-fibre failure especially for CFRP. For Glass Fibre Reinforced Plastic (GFRP) X-ray refraction and in-situ loading has already been successfully used. The increase of inner surfaces due to inter fibre failure was measured as a function of the stress state. Fatigue tests were performed at and below the limit of inter-fibre failure strength. State of the art is to assume the failure of the samples under cyclic loading as the fatigue life. Accompanying non-destructive X-ray refraction measurements reflects the damage state and enables to trace its evolution even if the total failure of the specimens does not occur. This investigation technique is of high interest to give the engineer a design value of infinite life which is practically often reached due to knock down factors of certification standards. Finally the infinite life was found for cyclic fatigue loaded CFRP-samples even under high inter fibre transverse and shear loading investigated up to 108 load cycles. T2 - 19th World Conference on Non-Destructive Testing CY - Munich, Germany DA - 13.06.2016 KW - CFRP KW - NDT KW - Fatigue KW - Damage evolution PY - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-375015 UR - https://www.ndt.net/?id=19360 SN - 978-3-940283-78-8 VL - 2016 SP - 1 EP - 9 PB - DGZFP CY - Berlin AN - OPUS4-37501 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker A1 - Ortwein, Hans-Peter A1 - Hickmann, Stefan T1 - Infinite life of CFRP evaluated nondestructively with X-ray-refraction topography N2 - CFRP are more and more used in modern civil aircrafts hence the whole fuselage is made of this material (B787; A350). Due to strict certification Standards finally the normal in-service loading gives a low stress level compared to the static and even the fatigue strength of the material. Hence CFRP are assumed to have an infinite life. To evaluate this assumption, fatigue tests on CFRP-specimens were performed up to 108 load cycles. The first inter-fiber failure was evaluated non-destructively by the fatigue tests accompanying X-ray-refraction topography altemately and in-situ mechanical loading. The basic idea of the investigation is represented in fig. 1. At low load levels it could not be assumed the total failure of the samples. Hence accompanying non-destructive testing (NDT) is mandatory to get information about the damage state of the material. T2 - ICCM19 - 19th International conference on composite materials CY - Montreal, Canada DA - 28.07.2013 KW - Carbon fibre reinforced plastics (CFRP) KW - Very high cycle fatigue (VHCF) KW - Non-destructive testing (NDT) KW - X-ray refraction KW - Damage mechanics PY - 2013 SP - 1 EP - 8 AN - OPUS4-31169 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grasse, Fabian A1 - Trappe, Volker A1 - Hickmann, Stefan ED - Grellmann, W. T1 - Zustandsüberwachung von Rotorblättern - Konzeptstudie mittels Bauteilkomponentenversuch T2 - DVM-Tagung Werkstoffprüfung 2011 - Neue Entwicklungen in der Werkstoffprüfung - Herausforderungen an die Kennwertermittlung CY - Berlin, Deutschland DA - 2011-12-01 KW - Rotorblatt KW - Faserverbundwerkstoffe KW - Modalanalyse KW - Zustandsüberwachung KW - Faser-Bragg-Gitter-Sensoren KW - Rotor blade KW - Fibre reinforced plastics KW - Modal analysis KW - Condition monitoring KW - Fibre bragg grating sensors PY - 2011 SN - 978-3-9814516-1-0 SN - 1861-8154 N1 - Serientitel: DVM-Bericht – Series title: DVM-Bericht IS - 643 SP - 167 EP - 172 AN - OPUS4-25078 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ortwein, Hans-Peter A1 - Trappe, Volker A1 - Bohse, Jürgen A1 - Hickmann, Stefan ED - Grellmann, W. T1 - In-Situ-Messung der Matrixschädigung in kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff unter uni- und biaxialer Zugbelastung N2 - Die Restlebensdauerabschätzung von Faserkunststoffverbunden ist ein ungelöstes Problem. Die Beobachtung der Matrixschädigung ist dabei ein vielversprechender Ansatz zur Bewertung des Schädigungszustandes insgesamt. Unter kombinierter Beobachtung mit Röntgenrefraktionsmessungen und Schallemissionsmessung wurden uni- und biaxiale Lasten statisch und zyklisch auf Kohlenstofffaserepoxidharz-Proben aufgebracht. Die uniaxiale Belastung erfolgt mittels einer eigenentwickelten Kompaktprüfmaschine direkt während der Röntgenrefraktions- und Schallemissionsmessung in der Röntgenkammer. Die biaxiale Belastung wird an Modelldruckbehältern ebenfalls mit Schallemissionsmessung durchgeführt. Hier wird der Modelldruckbehälter mit dem Röntgenrefraktionsverfahren periodisch inspiziert. T2 - DVM-Tagung Werkstoffprüfung 2011 - Neue Entwicklungen in der Werkstoffprüfung - Herausforderungen an die Kennwertermittlung CY - Berlin, Germany DA - 01.12.2011 KW - Druckbehälterprüfung KW - CFK KW - Schallemissionsmessung KW - Röntgenrefraktionsmessung KW - Matrixschädigung KW - Faserkunststoffverbund KW - Druckbehälter PY - 2011 SN - 978-3-9814516-1-0 SN - 1861-8154 N1 - Serientitel: DVM-Bericht – Series title: DVM-Bericht IS - 643 SP - 161 EP - 166 AN - OPUS4-24931 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ortwein, Hans-Peter A1 - Bohse, Jürgen A1 - Trappe, Volker A1 - Hickmann, Stefan T1 - Untersuchung des Zwischenfaserrisswachstums in Faserverbundwerkstoffen mit Schallemissions- und Röntgenrefraktionsverfahren N2 - Hinsichtlich Materialermüdung und Betriebsfestigkeit in Faserkunststoffverbunden besteht - verglichen mit anderen Aspekten des Faserverbundleichtbaues – noch erheblicher Forschungsbedarf. Schon weit vor den globalen Festigkeiten des Laminates treten eine Vielzahl von Zwischenfaserbrüchen und vereinzelte Faserbrüche auf. Die Dichte dieser Mikrorisse soll hier als Indikator für den Zustand des Verbundes genutzt werden. Ihre Ermittlung stellt insbesondere bei Kohlenstofffasern eine Herausforderung dar. Über vergleichende Messungen mit der Schallemissionsanalyse (SEA) und der Röntgenrefraktionsscans (RR) wird die Entwicklung der Rissdichte bei Belastung untersucht. Die SEA zeichnet die Entstehung der Risse auf und kann wegen der kompakten Messtechnik auch gut am Bauteil eingesetzt werden. Die RR beobachtet die Änderung der inneren Grenzflächen, die ebenfalls die Entwicklung der Rissdichte widerspiegelt. Sie ist allerdings zurzeit nur als Laborverfahren geeignet. Der Vortrag berichtet(e) über den aktuellen Stand des vergleichenden Einsatzes beider Verfahren an Flachproben und innendruckbelasteten Rohrproben. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2011 CY - Bremen, Deutschland DA - 30.05.2011 KW - Schallemissionsprüfung KW - Röntgenrefraktionsmessung KW - Faserkunstoffverbund KW - Druckbehälter PY - 2011 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-248913 SN - 978-3-940283-33-7 SP - Mi.4.A.1 - 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-24891 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -