Beitrag Zur Strukturzustandsuberwachung Von Faserverstarkten Kunststoffen Mit Lamb-Wellen Unter Veranderlichen Umgebungsbedingungen

Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Vertiefung des Wissens uber sich aus den Besonderheiten faserverstarkter Materialien ergebende Effekte auf die Strukturzustandsuberwachung mittels Lamb-Wellen. Diese haben ihre Ursache auf der einen Seite in den Besonderheiten des wellenleitenden Materials. Die anisotropen Eigenschaften und die im Vergleich zu Metallen wesentlich starkere Dampfung fuhren zu einer erheblichen Beeinflussung der Wellenausbreitung. Zusatzlich fuhrt die Verwendung von Kunststoffmatrixsystemen zu Effekten wie Feuchteabsorption, welche im anisotropen Material zu richtungsabhangigen relativen Eigenschaftsanderungen fuhren und die Lamb-Wellen ebenfalls beeinflussen. Auf der anderen Seite interagiert aber auch das fur das SHM genutzte System, welches sich durch direkte Applikation an oder Integration in die zu uberwachende Struktur auszeichnet, mit dem Wellenleiter und den diesen beeinflussenden Umgebungsfaktoren. Die sich aus diesen Faktoren ergebenden Anderungen der Lamb-Wellen erschweren deren Nutzung fur die Strukturuberwachung, da sie Anderungen in Folge von tatsachlichen Schaden an der zu uberwachenden Struktur sowohl imitieren als auch maskieren konnen. Die daraus folgenden Unsicherheiten und Fehlalarme sind ein wesentliches Hemmnis bei der Integration von SHM-Systemen in reale Strukturen. In dieser Arbeit werden deshalb experimentelle und analytische Untersuchungen zu den Auswirkungen verschiedener Umgebungseinflusse untersucht und Verfahren zu deren Kompensation geschaffen. Darauf aufbauend werden die Grenzen der Anwendbarkeit derartiger Verfahren aufgezeigt und praventive Methoden zur Minimierung von nicht schadigenden Einflussfaktoren vorgeschlagen.