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Ultraschalldoppelbrechung zur Mikromechanischen Schadensdetektion in Faser-Verbund-Kunststoffen

April 17, 2018; Ronny Sachse (ronny.sachse@ifb.uni-stuttgart.de)

Das Institut für Kunststofftechnik (IKT) forscht zusammen mit dem Institut für Flugzeugbau (IFB) an der Schadensdetektion in Faserkunststoffverbunden mittels Ultraschalldoppelbrechung. Leichtbauteile aus Faserkunststoffverbunden müssen in regelmäßigen Intervallen oder nach Schadensereignissen zerstörungsfrei auf ihre strukturelle Integrität untersucht werden.

Die größte Herausforderung hierbei ist es nicht die Schäden prüftechnisch zu erfassen, sondern die gefundenen Defektanzeigen richtig zu interpretieren. Im Rahmen des durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft geförderten Projekts, soll die Ultraschalldoppelbrechung als zerstörungsfreie Prüfmethode weiterentwickelt werden. Die Ultraschalldoppelbrechung nutzt aus, dass die Phasengeschwindigkeit von Transversalwellen abhängig von der Polarisationsrichtung der Wellen ist, wenn sie sich in anisotropen Werkstoffen wie Faserkunststoffverbunden ausbreiten. Ziel des Forschungsvorhabens ist eine Korrelation der mittels Ultraschalldoppelbrechung gemessenen Werte mit technisch relevanten Kenngrößen zur Bewertung der Bauteilschädigung unter Berücksichtigung quasi-statischer Lasten. Die Grundlage dazu liefern aufwendige mikro-mechanische Simulationen sowie experimenteller Untersuchungen mit denen der Schädigungszustand sowie die Schädigungsmechanismen detailliert analysiert werden können.