Structural Health Monitoring mit piezokeramischen Sensoren

Das Exzellenzcluster MERGE in Chemnitz entwickelte ein Fertigungsverfahren, welches ein Werkstoff herstellt. Dieser Werkstoff ist vielseitig einsetzbar. So kann er z.B. in einem Automobil als ein modernes Steuerungselement dienen. Ein zentraler Bestandteil dieses Werkstoffes ist eine Schicht aus Piezokristallen. Aus diesen Kristallen besteht ebenfalls ein Piezosensor. Da der Piezosensor im Bereich des Structural Health Monitorings (SHM) oft verwendet wird, soll der Werkstoff auf seine Einsetzbarkeit als Sensor im diesen Bereich überprüft werden. Das SHM beschreibt die periodische Begutachtung des Bauteils auf das Vorhandensein eines Schadens. Bestimmt wird der Schaden indem Signaleigenschaften des vom Sensor aufgenommenen Signals untersucht werden. Anhand der Veränderung dieser Signaleigenschaften kann der Zustand des Bauteils bestimmt werden. In dieser Arbeit wird eine rechteckige Metallplatte aus Aluminium als Bauteil untersucht. Dieses Bauteil wurde zur Verstärkung der Steifigkeit mit einer Schicht aus Glasfasern beklebt. Angeregt und Beschädigt wird das Bauteil durch eine Prüfmaschine. Die Beschädigung des Bauteils erfolgt durch die Erhöhung der Intensität der Kraft. Als Signaleigenschaften werden in der Arbeit die Kurzzeitenergie und die Intensität der Frequenzanteile des aufgenommenen Signals vom Werkstoff untersucht