Ein Sensorkonzept zur In-situ-Rissüberwachung in plattenartigen Strukturen

Abstract

Kurzfassung Es wird eine neuartige Methode zur Rissüberwachung in Bauteilen aus dünnwandigen plattenartigen Strukturen vorgestellt. Dazu wird ein Sensorfeld aus piezoelektrischer Polyvinylidenfluorid-Folie (PVDF-Folie) auf die Oberfläche des rissbehafteten Bauteils appliziert. Infolge der Verformungen in der Rissumgebung entstehen elektrische Signale an den PVDF-Elektroden. Ausgehend von den gemessenen Signalen werden infolge der Lösung einer inversen Aufgabe die charakteristischen Risskenngrößen berechnet, d. h. die Spannungsintensitätsfaktoren des Risses und dessen Lage. Dieses Sensorkonzept wurde in [1–4] bereits für Scheibenprobleme erfolgreich entwickelt. In dieser Arbeit erfolgt die Erweiterung des Sensorkonzeptes auf Plattenprobleme, wobei speziell die Kirchhoff'sche Plattentheorie gewählt wurde. Die Messmethode wird am Beispiel eines Risses der Länge 2a in einer unendlichen Platte unter allseitiger Biegung erprobt.