Strukturüberwachung und Impaktschadenserkennung in endlosfaserverstärkten Bauteilen
Im Rahmen des Projektes wurde die Möglichkeit der Strukturüberwachung in endlosfaserverstärkten Bauteilen unter statischer und zyklischer Belastung sowie die Detektion von Impaktschäden demonstriert.
Für die Speicherung von gasförmigem Wasserstoff unter hohen Drücken von bis zu 700 bar werden Typ-IV-Druckbehälter mit thermoplastischem Liner mit kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) umwickelt. Der Einsatz von CFK ermöglicht eine hohe speicherbare Masse an Wasserstoff bei gleichzeitig geringem Tankgewicht für mobile Anwendungen. Da Schädigungen der Faserverstärkung über die Lebensdauer nur schwer erkennbar sind, hat das IKV im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes „HyInnoTank“ den Einsatz von hochpräzisen faseroptischen Sensoren zur Strukturüberwachung entwickelt und erprobt.
© IKVFaseroptische Sensoren basieren auf der Lichtwellenleitertechnik und ermöglichen eine quasikontinuierliche, hochpräzise Auswertung der lokalen Dehnung des Sensors über die gesamte Sensorlänge. Sie bilden somit einen digitalen Fingerabdruck des zu prüfenden Bauteils. Im Rahmen des Projektes wurden faseroptische Sensoren in das am IKV etablierte Nasswickelverfahren integriert und in das Laminat von Typ-IV-Druckbehältern eingebettet. Diese Behälter wurden anschließend bei der NPROXX GmbH in Alsdorf hydraulischen Berstversuchen mit gleichzeitiger Zustandsüberwachung unterzogen. Im Rahmen des Gesamtprojektes wurde darüber hinaus die Möglichkeit der Strukturüberwachung in endlosfaserverstärkten Bauteilen unter statischer und zyklischer Belastung sowie die Detektion von Impaktschäden demonstriert, was Möglichkeiten für die Adaption der Technologie in weiteren Anwendungsfeldern eröffnet.
Projektdaten und Förderung
Wir danken dem BMBF für die Förderung des Projekts und den Projektpartnern für die Zusammenarbeit.
Förderkennzeichen: 03ZU1115DB
Projektlaufzeit: 01.10.2021 – 30.09.2024
Projektpartner
