Projektbeschreibung
In diesem Forschungsprojekt entwickeln wir ein Verfahren zur automatisierten Rissdetektion in Schrauben mittels elektromechanischer Impedanzspektren. Durch fest installierte piezoelektrische Sensoren können kleinste strukturdynamische Veränderungen frühzeitig erkannt und kontinuierlich überwacht werden. So wird eine zuverlässige, wirtschaftliche und dauerhafte Zustandsüberwachung von kritischen Schraubenverbindungen in Bauwerken, beispielsweise in Offshore-Windenergieanlagen und Stahlkonstruktionen, ermöglicht.
Schwerpunkte des Projekts
Entwicklung und Qualifizierung einer Methode zur Zustandsüberwachung (Schadensdetektion) an Schrauben auf der Grundlage elektromechanischer Impedanzspektren.
Das Verfahren muss in der Lage sein:
-
Schäden unter Berücksichtigung der „true positive rate“ eines binären Klassifikators sicher zu erkennen (statistische Signifikanz) (Priorität 1), auch bei
-
variierenden Umgebungsbedingungen (Temperatur) (Priorität 1) und dabei
-
die Sensoren / Aktoren eigenständig zu überwachen (Priorität 2).
Alles auf einen Blick
-
Laufzeit
01.03.2023 - 28.02.2026 (laufend, verlängert) -
Forschungsbereich
Structural Health Monitoring, Schadensdetektion, Schrauben, Materialermüdung, elektromechanische Impedanzen -
Finanzierung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK): 218.262€ -
Projektpartner
Professur für Mechanik mit Schwerpunkt Schädigungsüberwachung
Forschungsmethoden & Vorgehen
FE-Voruntersuchungen
Modellaufbau und Auswahl geeigneter Piezosensoren.
Kalibrierung der Schwingversuche
Herstellung von Probekörpern und Durchführung / Auswertung von Schwingversuchen.
Experimentelle Versuche
Untersuchungen an intakten, geschädigten und gerissenen Schrauben unter Temperatureinfluss
Temperaturkompensation
Bereitstellung von Kompensationsmethoden Temperatur.
Versuchsauswertung Rissdetektion und Temperatureinfluss
Auswertung der Versuche unbeschädigte sowie geschädigte Probe.
Numerische Modelle
Durchführung von Parameterstudien mittels numerischer Modell.
Leitfaden
Leitfaden zur Ermittlung der Risslänge in Schrauben auf Basis von elektromechanischer Impedanzspektren.
