Sichere Faserverbundstrukturen werden heute „schadenstolerant“ ausgelegt. Das bedeutet, dass trotz Beschädigung die restliche Struktur der Belastung weiter standhalten muss. Daraus resultiert ein höheres Strukturgewicht, das es im Leichtbau zu vermeiden gilt.
Um nun die unsichtbaren Schäden (BVID „barely visible impact damages) früh erkennen zu können, arbeitet ein Forscherteam am DLR daran, diese Beschädigungen – meist Ablösungen der Laminatschicht durch stumpfe Schläge auf die Struktur – zu detektieren, in der Regel bevor sie sichtbar werden. Bisher kommen dazu nach einem Schadensereignis zerstörungsfreie Prüfungen der Struktru zum Einsatz.
Das am DLR entwickelte aktive Strukturüberwachungssystem (SHM „Structural Health Monitoring“) eignet sich auch für die vorausschauende Wartung, die mit seiner Hilfe präzise geplant und an den realen Bauteilzustand angepasst werden kann.
Das SHM-System hatte sich unter Laborbedingungen bereits bewiesen und wurde nun unter realen Umgebungsbedingungen in einem Feldversuch erprobt. Ziel des Projekt ist es, die gewichtserhöhende schadenstolerante Auslegung und die zeitintensiven Prüfungen zu vermeiden und somit die Ausfallzeit zu verkürzen.
„Hierzu wurde die Frontschürze eines Schienenfahrzeugs in dem Projekt „faWaSiS“ mit einem piezoelektrischen Sensornetzwerk ausgestattet und in einem mehrmonatigen Feldtest aktiv überwacht.“
Lars Trampe, DLR
Die Ergebnisse zeigen, dass das Messsystem und das Sensornetzwerk zuverlässig arbeiten. Das Beispielbauteil bietet durch die fordernden Einsatzbedingungen eine gute Plattform zur Erprobung des Systems. Zukünftige Einsatzfelder finden sich außerdem beispieslweise in der Luftfahrt, wenn Flugzeugen mit Bodenfahrzeugen kollidieren.
Die Daten aus dem Realbetrieb bilden die Grundlage, um die Algorithmen zur Schadensdetektion weiterzuentwicklen. Künftig soll das System sicher zwischen schadensartigen Strukturveränderungen und Veränderungen durch variierende Umgebungsbedingungen unterscheiden können.
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Quelle und weitere Infos: DLR
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