SmartSHM – Effiziente Zustandsüberwachung struktureller Klebungen

19909 BG

Forschungsstelle 1:

RWTH Aachen

Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF)

Pontstraße 49

52062 Aachen

Projektleiter 1:

Dipl.-Ing. Alexander Schiebahn

Forschungsstelle 2:

RWTH Aachen

Institut für Strukturmechanik und Leichtbau (SLA)

Wüllnerstraße 7

52062 Aachen 

Projektleiter 2:

Andreas Preisler M.Sc.

Laufzeit:

01.01.2018 - 31.12.2019

Die Vorhersage und Detektion von Schädigungen innerhalb einer Klebefuge stellt eine besondere Herausforderung dar. Die in der Industrie zur Vorauslegung verwendeten Berechnungsmethoden weisen signifikante Ungenauigkeiten auf. Speziell die Berechnung von Schadensinitiierung und -fortschritt sind problematisch. Schwankende Fertigungsqualitäten und mangelndes Wissen im Bereich des Ermüdungsverhaltens verstärken die Differenz zwischen dem theoretisch vorhergesagten und dem realen Bauteilverhalten. Als Konsequenz fehlt es an breiter Kundenakzeptanz und Vertrauen in die Betriebssicherheit. Eine weitere Herausforderung ist die strukturelle Bewertung einer vorhandenen Schädigung. Klebungen können nach ihrer Fertigung nicht-destruktiv untersucht werden, wobei lediglich die Ausdehnung eines beschädigten Bereichs, nicht jedoch die Auswirkung des Schadens auf das strukturmechanische Verhalten bestimmt wird. Direkte Rückschlüsse zur Restfestigkeit und zur verbleibenden Lebensdauer sind so nicht möglich. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts soll ein effizientes und zuverlässiges System der Strukturzustandsüberwachung entwickelt werden, das in der Lage ist, bei geringem messtechnischen Aufwand einen Schaden zuverlässig und frühzeitig im Betrieb zu erkennen und zu bewerten. Das Konzept baut auf dem Wissen der Strukturmechanik auf. Bereits bei der Auslegung einer Klebung können kritische Bereiche, in denen eine Schadensinitiierung wahrscheinlich ist, zuverlässig identifiziert werden. Durch die Berücksichtigung des Schadens in den statischen Berechnungsmodellen können die Änderung im strukturmechanischen Verhalten erfasst und somit effiziente Schadensindikatoren ermittelt werden. Betreiber der überwachten Strukturen und deren Vertragspartner – in vielen Fällen KMU -  erhalten so eine bessere Planbarkeit von Betrieb und Wartung. Der Entwurf von Überwachungssystemen und die Vermarktung der erworbenen Daten stellen neue Geschäftsfelder dar, die von KMU gefüllt werden können.

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