Identifikation und Bewertung von Impactvorgängen mit einem wellenbasierten Verfahren

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Im Rahmen dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines FEM- basierten Verfahrens zur Identifikation und Lokalisierung von Impacts und zur Rekonstruktion des Stoßkraftverlaufes auf Basis von Dehnungsmessungen an definierten Messpositionen der Struktur als Ziel definiert. Vor allem im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik besteht großer Bedarf an solchen Systemen, mit dem Ziel Inspektions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten zu reduzieren, höhere Bauteilspannungen zuzulassen (Leichtbau) und die Sicherheit zu erhöhen. Voraussetzung für die erfolgreiche Entwicklung und Umsetzung eines solchen Systems ist die ausreichende Übereinstimmung zwischen Messungen und FE-Simulation. Da es sich schon im Vorgängerprojekt gezeigt hat, dass derzeitige FES-imulationsprogramme das dynamische Werkstoffverhalten von Faserverbundwerkstoffen nicht ausreichend beschreiben, sind Materialmodelle zu entwickeln und implementieren, die u.a. das richtungs- und frequenzabhängige Dämpfungsverhalten von FVW beschreiben. Anschließend wird eine Optimierungsumgebung entwickelt, in die die FE-Simulation eingebunden wird und mit Hilfe deren die Impactstelle und der Stoßkraftverlauf auf die geforderte Genauigkeit bestimmt werden kann. Die Lokalisierung der Impactstelle erfolgt durch eine Laufzeitanalyse der durch den Impact hervorgerufenen Wellen, während der Stoßkraftverlauf durch den Vergleich mit den auf der Struktur gemessenen Dehnungsverläufen ermittelt wird.