Entwicklung eines Sensors auf der Basis piezoelektrischer Polymerfolien zur in-situ Messung von Spannungsintensitätsfaktoren bei Ermüdungsrisswachstum

开发基于压电聚合物薄膜的传感器，用于疲劳裂纹扩展过程中应力强度因子的原位测量

• 批准号: 80504560
• 负责人: Professor Dr. Meinhard Kuna
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Mechanik und Fluiddynamik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/80504560?language=en
• 关键词: Entwicklung; eines; Sensors; auf; der

Die Lebensdauer technischer Strukturen wird in erheblichem Maße durch unterkritisches Risswachstum begrenzt, insbesondere zählt Ermüdungsbruch zu den häufigsten Schadensfällen. Wenn die Belastungssituation, Bauteilgeometrie, Materialeigenschaften etc. bekannt sind, kann die bruchmechanische Beanspruchungsanalyse numerisch mit der Methode der Finiten Elemente (FEM) erfolgen. In vielen Fällen sind numerische Beanspruchungsanalysen jedoch nicht möglich, insbesondere bei stochastischen Lastkollektiven, denen z.B. Bauwerke oder Luftfahrtkonstruktionen ausgesetzt sind oder bei komplexen Konstruktionen und Anlagen. Im Rahmen dieses Projektes soll daher ein Sensor konzipiert und entwickelt werden, der die Lokalisierung der Rissspitze und die Messung von Schwingbreiten der bruchmechanischen Beanspruchungsgrößen KI, KII in platten- und schalenartigen Strukturen ermöglicht. Hierzu wird eine Folie aus dem piezoelektrischen Polymer PVDF mit der Strukturoberfläche verklebt. Die an Elektroden abgegriffenen elektrischen Potentiale sind ein Maß für die Verzerrungen an der Oberfläche des Bauteils und ermöglichen die Berechnung der bruchmechanischen Größen am Riss. Damit wäre ein wesentlicher Fortschritt zur Überwachung der Sicherheit technischer Anlagen und Konstruktionen erbracht.

Wenn die Belastungssituation、Bauteilgeometrie、Materialeigenschaften 等。 Sind，可以用有限元方法 (FEM) 进行数值分析。航空航天工程是复杂的工程和设备。 Beanspruchungsgrößen KI、KII 位于 platten- 和 schalenartigen Strukturen ermöglicht 中。 Verzerrungen an der Oberfläche des Bauteils 和 ermöglichen die Berechnung bruchmechanischen Größen am Riss。