Grundlagenuntersuchungen zu integrierten textilbasierten Sensornetzwerken zur zerstörungsfreien Strukturüberwachung endlosfaserverstärkter Verbundwerkstoffe

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Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung textiler Sensoren und Sensornetzwerke als integraler Bestandteil der textilen Verstärkung zur lokalen und globalen Detektierung mechanischer Beanspruchungen in Faserverbundbauteilen. Durch angepasste Auslegung der Sensoren soll deren Einfluss auf das Verbund- bzw. Verformungsverhalten der Grundstruktur weitestgehend vermieden werden. Die einstückige und durchgängige Trassierung von Leitungsbahnen durch mehrere Verstärkungslagen hindurch ermöglicht die schädigungsfreie und damit reproduzierbare Herstellung komplexer, 3-dimensionaler textilbasierter Sensornetzwerke in einem Arbeitsschritt. Somit entfällt der Einfluss der durch die Stapeltechnik notwendigen Verbindungen auf die elektrischen Eigenschaften der Sensoren. In der ersten Förderphase werden 1- und 2-dimensionale Sensorstrukturen sowie darauf aufbauend erste einfache 3D-Sensorstrukturen auf Basis von Hochleistungsfaserstoffen, insbesondere Carbonfäden, aufgebaut. Weiterer Schwerpunkt der Forschungsarbeiten ist die Sicherstellung der Langzeitstabilität des gesamten Messsystems, um die Sensoren über die Lebensdauer des Verbundbauteils nutzen zu können. Es wird eine leistungsfähige Online-Messtechnik zum kontinuierlichen Monitoring von Glasfaserverbundstrukturen angestrebt. In der Anschlussphase ist die Weiterentwicklung der Sensoren für 3-dimensionale Bauteilgeometrien sowie zu komplexen Sensornetzwerken vorgesehen.