TY - CONF A1 - Stamm, Michael A1 - Ghafafian, Carineh A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Trappe, Volker T1 - In situ Charakterisierung von Reparaturen in GFK Schalenstrukturen mittels Lockin Thermografie und Felddehnungsmessungen N2 - Die tiefgreifende Reparatur von Faserverbundwerkstoffen stellt durch deren inneren Aufbau eine besondere Herausforderung dar, die unter anderem bei der Instandhaltung von Rotorblättern von Windkraftanlagen zum Tragen kommt. Um die Reparaturen von Rotorblattschalen zu untersuchen und zu optimieren, wurden an der BAM Sandwich-Schalenprüfkörper aus Glasfaserkunststoff (GFK) entwickelt. Nachdem in diese Schalenprüfkörper Modell-Reparaturen eingebracht wurden, werden zyklische mechanische Ermüdungsversuche bis zum Bruch durchgeführt. Vorrangiges Ziel ist es, den Einfluss verschiedener Reparaturvariablen auf die Ermüdungslebensdauer der Struktur zu verstehen, sowie die stabilste Reparaturmethode zu bestimmen. Während der zyklischen Lastversuche wurden regelmäßig in-situ Messungen mit einer Thermografie Kamera und einem optischen Felddehnungsmesssystem durchgeführt. Durch beide Messmethoden lassen sich Eigenschaften der Probekörper zeitlich und räumlich aufgelöst darstellen. Während die Felddehnungsmessungen Aufschluss über die Verformung an der Oberfläche geben, erfasst die thermische Inspektion Temperaturänderungen an der Oberfläche. Besonders die thermografischen Messwerte bilden hier das oberflächennahe Volumen ab, in dem sich Temperaturänderungen an der Oberfläche abzeichnen. Die Messergebnisse beider Systeme stellen also verschiede aber korrelierte Parameter dar. Denn die zyklische Belastung (Bewegung) ruft eine periodische Temperaturänderung im Bauteil hervor. Dieser so genannte Thermoeleastische Effekt kann durch eine Lockin-Analyse der Temperaturtransienten (Temperaturverläufe) nachgewiesen werden. Die räumliche Darstellung der thermischen Effekte lässt Rückschlüsse auf die tatsächliche Lastverteilung im Probekörpervolumen zu. Darüber hinaus führen nichtelastische Verformungen zu einer zusätzlichen Wärmefreisetzung, die durch geeignete Auswerteverfahren ebenfalls nachgewiesen werden können. Entsprechende Hot-Spots in der räumlichen Verteilung erlauben eine frühzeitige Erkennung besonders belasteter Bereiche lange vor dem eigentlichen Bauteil-Versagen. Das gestattet die Lokalisierung des Initial-Schadens, was mit der numerischen Spannungsanalyse korreliert werden kann und die Entwicklung und Bewertung verschiedener Reparaturstrategien. T2 - DGZfP Jahrestagung 2022 CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Lockin Thermografie KW - GFK KW - NDT KW - ZfP PY - 2022 AN - OPUS4-55823 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Jan P. A1 - Krankenhagen, Rainer T1 - Influence of the real energy input on the sensitivity of thermographic testing in case of GFRP N2 - Thermographic testing (TT) is an upcoming nondestructive method, which requires no contact at all to the specimen and can be applied on larger areas simultaneously. The measurement concept is based on the production of a thermal imbalance at the surface of the object under test. When the surface of this object is heated by an external source for a certain time, the surface temperature drops subsequently, influenced by inner defects of the sample. This leads to thermal contrasts at the surface. It is crucial that those contrasts are large enough to be detectable above the noise level. In a first approximation, the observed temperature contrast at a defect is proportional to the energy which was really introduced into the specimen during the heating period. However, the real energy input in a TT experiment is almost always unknown due to distinct parameters of the experimental setup or the material investigated. Typically, only the power consumption of the heating sources is reported, sometimes combined with the distance to the specimen surface. This contribution describes the thermographic inspection of a rear side thickness variation from 1 to 2 cm at GFRP. This could represent a rear side adhesive bond i.e. in a wind turbine rotor blade. The front side heating was realized by usual halogen lamps with variable radiation power. The detected temperature contrast at the front side will be related to the different energy inputs determined by means of a simple analytical model applied to the experimental data. Additionally, the experimental data are compared with results of FEM simulations performed by COMSOL Multiphysics. The results clearly demonstrate the key role of the real energy input in a real TT setup, if detection limits have to be evaluated. T2 - ECNDT 2018 CY - Göteborg, Sweden DA - 11.06.2018 KW - GFK KW - Thermografie mit Stufenanregung KW - Rotorblatt KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Energieeintrag PY - 2018 AN - OPUS4-45374 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Jan P. A1 - Dell'Avvocato, G. A1 - Krankenhagen, Rainer T1 - Applying a two-layer quadrupole model for quantitative thermography at overload-induced delaminations in GFRP N2 - The applicability of 1D-quadrupole-model on the depth estimation of overload-induced delaminations is tested in this contribution. While classical 1D-methods like Pulsed Phase Transformation and Thermographic Signal Reconstruction determine the depth of a defect by one parameter, a two-layer quadrupole model provides two parameters: depth and thermal resistance. In addition, the convectional losses at the surfaces may be considered. The defect investigated is a large-scale delamination in glass fibre reinforced polymer generated by tension overload. T2 - Advanced Infrared Technology & Applications (AITA) CY - Florenz, Italy DA - 16.9.2019 KW - Aktive Thermographie KW - Nicht-lineare Regression KW - 1D-Simulation KW - GFK PY - 2019 AN - OPUS4-49133 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Jan P. A1 - Krankenhagen, Rainer T1 - Ein Blick unter die Oberfläche von Windkraftanlagen durch Thermografie N2 - Rotorblätter von Windkraftanlagen sind hohen Belastungen ausgesetzt. Nach Jahren der Nutzung können Klebeverbindungen unter der Oberfläche versagen. Thermografie soll die Zustandsüberwachung während der gesamten Lebensdauer verbessern. N2 - Rotor blades of wind power generators are subject to high strains. After years of use, adhesive bonds under the surface may fail. Thermography is intended to improve condition monitoring during the entire service life. T2 - Hannover Messe 2019 CY - Hanover, Germany DA - 1.4.2019 KW - Wiederkehrende Prüfung KW - Thermografie KW - Klebeverbindungen KW - Rotorblatt KW - GFK PY - 2019 AN - OPUS4-49160 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -