Schwingungsbasierte Diagnose von Delaminationen in einer CFK-Struktur mit Hilfe piezoelektrischer Aktoren und Sensoren

摘要

In diesem Beitrag wird ein "Smart Structure"-Konzept vorgestellt, so dass eine Struktur in der Lage ist, an sich selbst eine Schadensdiagnose durchzufuhren, ohne dass dazu aufwendige und kostspielige klassische Methoden wie beispielsweise die Ultraschallprufung zum Einsatz kommen. Die Abweichung zwischen ungeschadigtem und geschadigtem Zustand wird durch ein Residuum dargestellt, das auf der Orthogonalitatsbeziehung zwischen einer aus den Messdaten aufgebauten Hankelmatrix und einer Matrix, deren Spalten den Nullraum der Hankelmatrix aufspannen, basiert. Es werden zwei verschiedene Methoden zum Aufbau der Hankelmatrix vorgestellt und deren Ergebnisse miteinander verglichen. Die Robustheit des Schadensindikators gegenuber Storeinflussen, wie beispielsweise eine veranderliche Umgebungstemperatur, ist ein oftmals angesprochenes Thema, da diese Fehlalarme auslosen und damit zu einem geringen Vertrauen gegenuber dem Schadensindikator fuhren. Es wird ein Verfahren vorgestellt mit der sich dieser Einfluss weitestgehend kompensieren lasst. Voraussetzung fur das hier vorgestellte Konzept ist, dass die untersuchten Strukturen mit einem Netzwerk aus Sensoren und Aktoren ausgestattet werden. Die Leistungsfahigkeit des vorgestellten Konzeptes wird an zwei unterschiedlichen CFK-Strukturen demonstriert.