4.1.3 Impactschäden schnell und einfach finden
- Event
- 20. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2019
2019-06-25 - 2019-06-26
Nürnberg, Germany - Chapter
- 4.1 Werkstoffprüfung und -charakterisierung 1
- Author(s)
- J. Rittmann, M. Rahammer, M. Kreutzbruck - Universität Stuttgart (Deutschland), N. Holtmann - edevis GmbH, Stuttgart (Deutschland)
- Pages
- 304 - 309
- DOI
- 10.5162/sensoren2019/4.1.3
- ISBN
- 978-3-9819376-0-2
- Price
- free
Abstract
Impactschäden in Faserkunststoffverbunden wie CFK und GFK stellen hohe Herausforderungen an die zerstörungsfreie Prüftechnik (ZfP). Die anisotrope Werkstoffstruktur erschwert die Ergebnisinterpretation herkömmlicher Prüfverfahren erheblich. Die Resonante Frequenzsweep Thermografie (RFST) basiert auf dem Prinzip der lokalen Defektresonanz in Verbindung mit der bekannten Ultraschall-angeregten Thermografie. Mit ihr ist es möglich, in kürzester Zeit auf einfache Art und Weise die Existenz von signifikanten Impactschäden festzustellen. RFST nutzt eine Frequenzsweep-Anregung im unteren und mittleren Kilohertzbereich, um Defekt-, Anregungs- und Bauteilresonanzen zu aktivieren. Resonanzen verstärken die akustische Aktivierung der Defekte um ein Vielfaches und führen zu einer signifikanten Steigerung des thermischen Signals. Dieses basiert auf Rissuferreibung sowie visko-elastischer Erwärmung und wird an der Oberfläche von einer Thermografiekamera detektiert. Die Defekterkennungsschwelle hängt dabei von der Anregungsleistung sowie dem Abstand der Defekte zur Schallquelle ab. Zu diesem Zweck wurde ein Prototyp in Form eines Dreibeins mit integrierter IR-Kamera und Ultraschallanregung entwickelt. Dieser zeichnet sich durch einfache Handhabung und flexible Einsatzmöglichkeiten aus. Mithilfe von Augmented Reality wird dem Prüfer die Ergebnisinterpretation und Defektmarkierung erleichtert, indem das ausgewertete Prüfergebnis ortsgetreu auf das Bauteil projiziert wird. Vorgestellt werden erste Ergebnisse an einer Serie von Impactschäden in CFK mit variierenden Einschlagenergien und Delaminationsflächen. In diesen Bauteilen lassen sich für eine Prüfdauer von einer Minute Impactschäden mit projizierter Schadensfläche von mindestens ein Zoll Durchmesser sicher detektieren.