TY - CONF A1 - Prager, Jens A1 - Köppe, Enrico A1 - Bartholmai, Matthias T1 - Früherkennung von Strukturschäden mittels geführter Lamb-Wellen N2 - Eine Reihe von Prüfproblemen in der chemischen Industrie, in Kraftwerksanlagen und in Transportsystemen ist aufgrund schwieriger Zugangsmöglichkeiten nur begrenzt technisch bzw. wirtschaftlich effizient durchführbar. Das hier vorgestellte Projekt beinhaltet die Entwicklung eines Verfahrens der zerstörungsfreien Prüfung über weite Entfernungen (bis zu 100 m), das zum Einsatz in automatisierten Messsystemen bzw. zur Integration in Langzeitüberwachungssysteme geeignet ist. Grundlage des Verfahrens ist die gezielte Anregung und Auswertung von Lamb-Wellenmoden, wodurch eine effektive Unterscheidung von Fehler- und Formanzeigen sowie eine Klassifizierung unterschiedlicher Fehlertypen möglich werden. Der Vorteil der Nutzung geführter Wellen für die zerstörungsfreie Prüfung liegt in ihrer vergleichsweise guten Ausbreitungsfähigkeit über weite Entfernungen. Die sich daraus ergebenden Möglichkeiten der Untersuchung großer bzw. schwer zugänglicher Bereiche einer Struktur bieten innovative Ansätze für die Entwicklung robuster Structural-Health-Monitoring-Systeme (SHM). Erst durch die Verfügbarkeit leistungsfähiger Rechentechnik wird ein breiter Einsatz derartiger Verfahren möglich. Die Technik kann zur Materialcharakterisierung an ebenen bzw. zylindrischen, dünnwandigen Flächen aus Metall oder auch CFK genutzt werden. Adressierte Anwendungsfelder sind z.B. die Untersuchung von Flugzeugtragflächen oder Pipelines. Des Weiteren wird der Einsatz solcher Verfahren zur Überwachung sicherheitsrelevanter Bauteile z.B. aus Laminaten angestrebt, wie sie verstärkt in der Luft- und Raumfahrt Anwendung finden. Im Rahmen des Projekts wurde auf Grundlage vorhandener Technik (Wellenanregung mittels Ultraschall-Gruppenstrahlprüfköpfen) ein umfassendes Verständnis für die Technologie und anwendungsrelevante Parameter (Probenmaterial und -dimensionen, Welleneigenschaften, Anregungs-, Transmissions-, Reflektionscharakteristika) gewonnen und Algorithmen zur Erkennung von Schädigungsbildern (z.B. Riss, Loch, Verdünnung) entwickelt. Neben der Algorithmusentwicklung zur Detektion und Analyse von Schadstellen, lag ein Projektschwerpunkt in der Entwicklung einer geeigneten Gerätetechnik. Als sensorisches Elemente wurde Ultraschall-Gruppenstrahlertechnik eingesetzt. Besondere Anforderungen werden an die Technik zur Anregung der Wellenmoden unter Verwendung geeigneter Piezoaktoren gestellt. In diesem Bereich existiert bislang keine kommerziell erhältliche Gerätelösung, weshalb eine Neuentwicklug der Anregetechnik realisiert wurde. Speziell für die hohe Anzahl an Aktorkanälen, die benötigt wird, um unterschiedliche Moden und Wellenformen anzuregen, wurde eine äußerst leistungsfähige Anregeeinheit entwickelt. T2 - 16. GMA/ITG-Fachtagung 'Sensoren und Messsysteme' CY - Nürnberg, Germany DA - 22.05.2012 KW - Lamb-waves KW - Ultrasound KW - Non-destructive evaluation KW - Early-damage-detection KW - Structural health monitoring PY - 2012 SN - 978-3-9813484-0-8 U6 - https://doi.org/10.5162/sensoren2012/5.2.1 SP - 531 EP - 540 CY - Wunstorf AN - OPUS4-26008 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Köppe, Tabea A1 - Werner, Klaus-Dieter A1 - Kammermeier, Michael A1 - Bartholmai, Matthias T1 - Temperaturabhängige hochdynamische Untersuchungen des Systems Dehnungsmessstreifen/Klebstoff N2 - Dehnungsmessstreifen (DMS) gehören zu den Standardsensoren beim Messen mechanischer Größen. Sie finden Ihre Anwendung auf unterschiedlichen Gebieten, als sensorische Komponente in Messaufnehmern (z.B. Wägezelle, Kraftaufnehmer) oder für Dehnungsmessungen im Bereich der Strukturüberwachung unter anderem an Brücken oder Bauwerken. Sie werden in verschiedenen Größen geliefert und mit entsprechenden Klebstoffen auf der Objektoberfläche des Messobjekts an der jeweiligen Messstelle angebracht und an das Messsystem angeschlossen. Dieser Aufbau wird bei den verschiedenen Anwendungen unterschiedlichen Temperaturen und Umwelteinflüssen ausgesetzt. Dabei wird das System DMS/Klebstoff in seinen Eigenschaften verändert und das Ergebnis der Dehnungsmessung beeinflusst. Beispielsweise kann es zu einer Verfälschung der Messergebnisse kommen, wenn der Klebstoff die Dehnung des Messobjekts nicht vollständig auf den DMS überträgt, oder es kann eine Nullpunktverschiebung der Dehnungsmessung auftreten. An der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung werden Fallversuche von Lager- und Transportbehältern durchgeführt. Für diese werden Dehnungsmessstreifen auf den Behälter angebracht um die Dehnung bzw. Verformung zu messen. Bei den Versuchen werden verschiedene Parameter berücksichtigt: Neben unterschiedlichen Fallhöhen (u.a. 9 m und 1 m) wird auch der Temperatureinfluss auf den Fallversuch z.B. bei -40 °C oder +100 °C untersucht. Zur Applizierung von DMS auf Objektoberflächen gibt es für verschiedene Anwendungsbedingungen (DMS-Typ, Objektoberflächenbeschaffenheit, Einsatztemperatur) von den DMS-Herstellern jeweils empfohlene Klebstoffe. Insbesondere für Anwendungsfälle mit hochdynamischer Belastung (Fallversuche, Crash-Tests) und großem Temperaturbereich ist es erforderlich, dass die Dehnungsmessstreifen zuverlässige Werte ausgeben. Dies ist nur gegeben, wenn der Klebstoff eine gute Verbindung zwischen Messobjekt und Dehnungsmessstreifen herstellt. T2 - 16. GMA/ITG-Fachtagung 'Sensoren und Messsysteme' CY - Nürnberg, Germany DA - 2012-05-22 KW - Hopkinson-Stab KW - Dehnungsmessstreifen KW - Temperaturabhängige Prüfung KW - Klebstoffe KW - Hochdynamische Untersuchungen PY - 2012 SN - 978-3-9813484-0-8 U6 - https://doi.org/10.5162/sensoren2012/4.1.4 N1 - Geburtsname von Köppe, Tabea: Wilk, T. - Birth name of Köppe, Tabea: Wilk, T. SP - 435 EP - 442 CY - Wunstorf AN - OPUS4-26009 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -