Modale Erregung nichtlinearer Mechanismen zur Überwachung dünnwandiger Bauteile aus geschichteten Faser-Kunststoff-Verbunden

Faserverstärkte Kunststoffe nehmen durch ihre hohen Festigkeiten bei gleichzeitig geringem spezifischem Gewicht im Leichtbau und hier insbesondere bei dünnwandigen Strukturelementen eine Schlüsselrolle ein. Doch im Vergleich zu Strukturen aus Metall bleiben Schlagschäden bei FVK optisch meist unauffällig. Um solche Defekte zu Lokalisieren und ihre Schwere zu beurteilen, sind sehr aufwendige, nur kleinflächig anwendbare Prüfverfahren notwendig. In dieser Arbeit wird ein neuartiger Ansatz zur Detektion und Lokalisierung von Schäden an dünnwandigen FKV-Strukturen entwickelt. Dessen Kernidee ist es, den Zusammenhang zwischen erregter Eigenschwingform, Defektposition und der defektbedingten nichtlinearen Schwingungsantwort für einen größeren Satz von tieffrequenten Moden zu nutzen, um eine grobe räumliche Einschränkung des schadhaften Gebiets ermöglichen. Das dazu entwickelte Vorgehen und die abgeleiteten lokalen Schadensindizes werden sowohl in aufwendigen numerischen Parameterstudien als auch durch Experimente für eine GFK-Plattenstruktur erfolgreich getestet.