Anpassung des EFIT-Algorithmus zur Anwendung rechnergestützter POD-Methoden im SHM-Bereich

Abstract

In vielen Industriesektoren werden automatisierte Methoden des Structural Health Monitorings (SHM) als Ergänzung zur klassischen zerstörungsfreien Prüfung angesehen, die den Wartungsaufwand im Betrieb einer technischen Anlage oder eines Fahrzeugs senken können. Eine große Anzahl an SHM-Methoden basiert auf der Änderung der Eigenschaften von Ultraschallwellen aufgrund von Strukturänderungen, welche mit permanent installierten Sensoren aufgezeichnet werden. Ein Problem für die breite Anwendung von SHM-Systemen ist ein Mangel an geeigneten Möglichkeiten, um die Leistungsfähigkeit der Systeme nachzuweisen. Die Bewertung der Leistungsfähigkeit bezieht sich in der Regel auf die Ermittlung der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit (engl. Probability of Detection - POD) eines Prüfverfahrens. Da die Sensorik permanent auf einem Überwachungsobjekt installiert ist, wäre eine rein experimentelle Ermittlung der POD mit einem enormen Materialaufwand zur Probenerstellung verbunden. Eine Alternative dazu stellen rechnergestützte Untersuchungen dar. Die vorliegende Arbeit widmet sich der Modellierung der Ausbreitung elastodynamischer Wellen in plattenförmigen oder krummlinigen Bauteilen. An einem Anwendungsbeispiel aus dem Automobilbau wird der Einsatz rechnergestützter POD-Methoden im SHM-Bereich für Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen demonstriert. Das Konzept zur Erstellung einer POD-Karte wird vorgestellt und erläutert sowie anschließend fortführende Aspekte der rechnergestützten POD-Untersuchung von SHM-Systemen diskutiert