Experimentelle Ermittlung von Dehnungswellen in impactbeanspruchten Faserverbundwerkstoffen

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In dem Vorhaben „Experimentelle Ermittlung von Dehnungswellen in impactbeanspruchten Faserverbundwerkstoffen" sollen die Grundlagen für ein wellenbasiertes Verfahren zur Lokalisierung der Impactstelle und Abschätzung der Impactschwere von Faserverbundwerkstoffen geschaffen (load monitoring) werden. Mit dem zu entwickelnden Verfahren soll es ermöglicht werden, aus einer minimalen Anzahl von Messpunkten auf die Energie und den Kraftverlauf des verursachenden Impacts zu schließen. Vor allem im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik besteht großer Bedarf an solchen Systemen, denn dadurch können Inspektions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten reduziert, höhere Bauteilspannungen zugelassen (Leichtbau) und die Sicherheit weiter erhöht werden. Voraussetzung für die erfolgreiche Entwicklung und Umsetzung eines solchen Systems ist die ausreichende Übereinstimmung zwischen Messungen und FE-Simulation. Zum tieferen Verständnis insbesondere der Biegewellenausbreitung in Faserverbundwerkstoffen muss die Stoßwelle zeitaufgelöst und flächenhaft erfasst werden. Die im bisherigen Projektverlauf eingesetzten Messverfahren aus Spannungsoptik und Dehnungsmessstreifen hat sich dafür als generell geeignet erwiesen. Es ist bezüglich des spannungsoptischen Oberflächenschichtverfahrens die Kompensation der Beschichtung durch Quantifizierung noch nicht berücksichtigter Einflüsse, wie der Änderung des Dispersionsverhaltens und Erhöhung der Verbunddämpfung, weiter durch geeignete Maßnahmen zu verbessern.