- Titel
- Direktprozesse zur Herstellung von funktionsintegrativen rotationsförmigen Faser-Kunststoff-Verbundbauteilen
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-781031
- Übersetzter Titel (EN)
- Direct processes for the manufacture of functionally integrative rotational fiber-reinforced plastic components
- Schriftenreihe
- Wissenschaftliche Schriftenreihe Schlüsseltechnologie LEICHTBAU
- Bandnummer
- Band 3
- Datum der Einreichung
- 16.07.2021
- Datum der Verteidigung
- 11.02.2022
- ISBN
- 978-3-96100-156-9
- ISSN
- 2750-445X (online)
- 2750-4441 (print)
- Abstract (DE)
- Gegenstand dieser Arbeit ist ein neuartiges Direktverarbeitungsverfahren zur Integration von Dehnungssensoren in rotationsförmige Faser-Kunststoff-Verbundbauteile mit dem Ziel einer präzisen, schnellen, robusten, kraftflussgerechten und kostengünstigen Echtzeitüberwachung des Verhaltens versagensrelevanter Strukturen. Der Fokus der Arbeit liegt dafür in der Erforschung eines metalldrahtbasierten und während der Bauteilfertigung in-situ hergestellten strukturintegrierten Sensors (AMBOS: Adapted Metal Wire Based and Fiber Oriented Sensor), dessen Position im Verbundwerkstoff mit hoher Genauigkeit der Verstärkungsfaserorientierung einer Einzelschicht entspricht. Neben der Bestimmung mechanischer Kennwerte der Drähte, dem Abzugsverhalten, einer Analyse des Sensordrahteinflusses auf die Verbundeigenschaften, der Bestimmung des Sensorauszugsverhalten sind auch die Sensorapplikation mittels Direktverarbeitung, die Untersuchung zum Schädigungsverhalten des Sensordrahtes während der Verarbeitung, die Positionierung im Verbundwerkstoff und die Isolierung des Sensordrahtes wesentlicher Forschungsgegenstand. Die Verifizierung des AMBOS-Systems erfolgt mit typischen Belastungszuständen eines Faser-Kunststoff-Verbund-Druckbehälters mit Betrachtung der Temperaturkompensation und den Wechselwirkungen des neuen Sensorsystems mit der Umgebung.
- Abstract (EN)
- The subject of this work is a novel direct processing method for the integration of strain sensors into rotational fiber-reinforced plastic components with the goal of precise, fast, robust, load-path-adapted and cost-effective real-time monitoring of the behavior of failure-relevant structures. To this end, the focus of the work is on research into a metal wire-based structure-integrated sensor (AMBOS: Adapted Metal Wire Based and Fiber Oriented Sensor) manufactured in-situ during component manufacturing, whose position in the composite corresponds with high accuracy to the reinforcing fiber orientation of a single layer. In addition to the determination of mechanical characteristics of the wires, the pull-off behavior, an analysis of the sensor wire influence on the composite properties, the determination of the sensor pull-out behavior, the sensor application by means of direct processing, the investigation of the damage behavior of the sensor wire during processing, the positioning in the composite material and the insulation of the sensor wire are also essential objects of the research. The verification of the AMBOS system is carried out with typical loading conditions of a fiber-reinforced plastic composite pressure vessel with consideration of the temperature compensation and the interactions of the new sensor system with the environment.
- Freie Schlagwörter (DE)
- Funktionsintegration, Direktverarbeitung, Faser-Kunststoff-Verbunde, Sensorik
- Freie Schlagwörter (EN)
- Function integration, direct processing, fiber-reinforced plastic composites, sensor technology, pressure vessel
- Klassifikation (DDC)
- 620
- Normschlagwörter (GND)
- Druckbehälter, Faserverstärkter Kunststoff, Sicherheit, Sensor
- GutachterIn
- Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. h. c. Dr. h. c. Prof. Lothar Kroll
- Prof. Dr.-Ing. Axel Herrmann
- BetreuerIn Hochschule / Universität
- Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. h. c. Dr. h. c. Prof. Lothar Kroll
- Verlag
- Universitätsverlag Chemnitz, Chemnitz
- Den akademischen Grad verleihende / prüfende Institution
- Technische Universität Chemnitz, Chemnitz
- Version / Begutachtungsstatus
- publizierte Version / Verlagsversion
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-781031
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 28.09.2022
- Dokumenttyp
- Dissertation
- Sprache des Dokumentes
- Deutsch
- Lizenz / Rechtehinweis
CC BY-SA 4.0- Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 2. Stand der Forschung 3. Faserparalleler Drahtsensor für Wickelstrukturen 4. Charakterisierung der Drahtsensorsysteme 5. Validierung des neuen Messsystems an einem Seriendruckbehälter 6. Zusammenfassung und Ausblick