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Akustische Impedanzanpassung mit planarem Gradienten für die Detektion geführter Ultraschallwellen in SHM-Systemen mit integrierten Sensoren (de)

* Presenting author
Day / Time: 08.03.2023, 15:40-16:20
Typ: Poster
Information: Die Poster werden durchgängig von Dienstag bis Donnerstag im Foyer auf Ebene Z ausgestellt (3.OG vor dem Plenarsaal Z), sortiert nach thematischen Zusammenhängen in der hier angegebenen Posterinsel (siehe Sitzungstitel). Das Posterforum zur angegebenen Zeit bietet die Möglichkeit, mit den Autor*innen in Diskussion zu kommen.
Abstract: Die Verlängerung der Lebensdauer von technischen Systemen wie z.B. Flugzeugen ist ein wesentliches Kriterium zur Steigerung der ökologischen und der ökonomischen Systemparameter. Durch Erfassen des Systemzustands und der Ableitung entsprechender Maßnahmen kann die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von technischen Systemen erhöht werden. Für die Zustandserfassung eignen sich Structural Health Monitoring Systeme, die aus Aktuatoren und Sensoren bestehen. Der Aktuator induziert geführte Ultraschallwellen bzw. ein Wellenfeld das von den Sensoren erfasst wird. Aus den Sensordaten kann auf den Systemzustand rückgeschlossen werden. Das Wellenfeld wird jedoch von den strukturintegrierten Aktuatoren bzw. Sensoren infolge des Materialwechsels gestört, wodurch es zu Fehlinterpretationen kommen kann. In dieser Arbeit liegt der Fokus auf der Reduktion der Störungen des Wellenfeldes durch die strukturintegrierten Sensoren. Hierzu wird die akustische Impedanz zwischen Sensor und dem umliegenden Material mit einem funktional abgestuften Material angepasst. Durch Zugabe von Wolframpartikeln in eine unausgehärtete Epoxidharzmatrix kann die akustische Impedanz des Epoxids eingestellt und als Interphase zwischen Sensor und der umliegenden Epoxidstruktur implementiert werden, um einen planaren Impedanz-Gradienten zu erzeugen. Dieser neue Ansatz führt (i) zu einer Reduktion der Reflexionen vom Sensor und damit einer Reduktion der Störung sowie (ii) für bestimmte Konfigurationen zu einer Verstärkung der Transmissionen und damit einer Verstärkung des Sensorsignals.
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