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Non destructive testing and structural health monitoring of adhesive joints and fibre composites - The attempts of a review

Zerstörungsfreie Prüfverfahren und SHM von Klebverbindungen und Faserkompositen - Versuch einer Bestandsaufnahme
 
: Köhler, B.; Frankenstein, B.; Schreiber, J.; Meyendorf, N.

Schindel-Bidinelli, E. ; SWIBOTECH GmbH, Bülach:
Kleben - Konstruktionsgerechtes, praxisnahes und innovatives Fügen. CD-ROM : 22. Internationales Symposium SWISSBONDING, 11. - 13. May 2009, HSR Rapperswil-Jona by the Lake of Zurich
Bülach: Swibotech, 2009
12 S.
Internationales Symposium Swissbonding <22, 2009, Rapperswil-Jona>
International Symposium Adhesive Bonding <22, 2009, Rapperswil-Jona>
Englisch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IZFP ()
zerstörungsfreie Prüfung; Klebverbindung; faserverstärkter Verbundwerkstoff; Bestandsaufnahme; Ultraschallprüfverfahren; geführte Schallwelle; Dünnschicht; Klebstoff; Thermographie; Stimulation; Akustik; Mikrowellentechnik; Kohärenz; Einbettung; Sensor

Abstract
Reliable nondestructive testing (NDT) of glue layers is still a challenge for research and development. There is no technique available to measure the adhesion strength non-destructively. Nonlinear ultrasound has been discussed in the past. But the separation of the effects caused by the glue layer from those caused by the glued components and the test device proves difficult. Some ultrasonic techniques using guided waves seem to be promising, especially for the testing of thin glue layers and coatings. Progress has been achieved in the detection of kissing bonds with acoustic and thermographic techniques. Advantageously, they are contactless and fast. Developments in sensor and computer technique make systems available on the market at reasonable prices. For the NDT of fiber reinforced plastics essential improvements have been reached. The challenges of high ultrasonic scattering and acoustic inhomogeneities can be met with advanced phased array principles. Advanced X-ray and thermographic techniques are available. For the testing of glass fiber composites the application of techniques like microwaves and optical coherence tomography seems promising. New approaches comprise the application and embedding of sensors for structural health monitoring. Laboratory prototypes have already been realized. Their application at real components will be seen in the future.

 

Die zuverlässige zerstörungsfreie Prüfung von Klebverbindungen stellt nach wie vor eine Herausforderung für Forschung und Entwicklung dar. Es ist noch keine Technik verfügbar, die Adhäsion in einer Klebverbindung zerstörungsfrei messen kann. Nichtlinearer Ultraschall wurde in der Vergangenheit diskutiert, jedoch ist es schwierig Effekte zu trennen, die durch die Klebverbindung bzw. die von geklebten Materialkomponenten und der Prüfeinrichtung verursacht werden. Ultraschalltechniken mit geführten Wellen erscheinen insbesondere für die Prüfung dünner Klebschichten und Beschichtungen aussichtsreich. Fortschritte wurden bei der Detektion von sog. Kissing Bonds sowohl mit akustischen als auch thermographischen Techniken erreicht. Beide Techniken weisen den Vorteil auf, berührungslos und schnell zu sein. Durch Fortschritte in der Sensor- und Computertechnik verfügen wir heute auf dem Markt über preiswerte Systeme. Insbesondere sollte in diesem Zusammenhang die akustisch stimulierte Thermographie hervorgehoben werden. Auch für die ZfP von Faserkompositen wurden deutliche Verbesserungen erreicht. Fortgeschrittene Phased Array-Prinzipien können das Problem der hohen Ultraschallstreuung und akustischen Inhomogenität dieser Materialien überwinden. Auch mit röntgenographischen und thermographischen Techniken wurden wichtige Fortschritte erreicht. Für die Prüfung von Glasfaserkompositen ist außerdem der Einsatz von Mikrowellentechnik und der optischen Kohärenztomographie aussichtsreich. Neuartige Ansätze bestehen in der Adaption oder Einbettung von permanent an der Komponente verbleibender Sensorik zur strukturintegrierten Zustandsüberwachung. Prototypsysteme wurden bereits in Laboren adaptiert. Ihre Anwendung zum Structural Health Monitoring (SHM) werden wir in naher Zukunft in der Praxis sehen.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-150040.html