Entwicklung eines mechano-elektrischen Sensorelements zur strukturellen Bauteilüberwachung von Naturfaserverbundwerkstoffen mittels hochfrequenter Wechselströme
In dieser Arbeit wird ein neuartiges Sensorelement vorgestellt, das die strukturelle Integrität von Naturfaserwerkstoffen mithilfe von hochfrequenten Wechselströmen in-situ überwacht. Mechanisch-dynamisch belastete Leiterwerkstoffe entwickeln eine charakteristische Oberflächenrauheit, welche in Wech...
-д хадгалсан:
| Үндсэн зохиолч: | |
|---|---|
| Формат: | Online |
| Хэл сонгох: | герман |
| Хэвлэсэн: |
FAU University Press
2025
|
| Нөхцлүүд: | |
| Онлайн хандалт: | ONIX_20250828T094736_9783961477869_25 |
| Шошгууд: |
Шошго байхгүй, Энэхүү баримтыг шошголох эхний хүн болох!
|
| _version_ | 1869525951941967872 |
|---|---|
| author | Baron, Philipp |
| author_browse | Baron, Philipp |
| author_facet | Baron, Philipp |
| author_sort | Baron, Philipp |
| collection | Directory of Open Access Books |
| description | In dieser Arbeit wird ein neuartiges Sensorelement vorgestellt, das die strukturelle Integrität von Naturfaserwerkstoffen mithilfe von hochfrequenten Wechselströmen in-situ überwacht. Mechanisch-dynamisch belastete Leiterwerkstoffe entwickeln eine charakteristische Oberflächenrauheit, welche in Wechselwirkung mit hochfrequenten Wechselströmen eine Bestimmung des Verschleißzustandes ermöglicht. Integriert in Naturfaserwerkstoffe sollen diese Leiter homogene und inhomogene Schädigungen detektieren. Diese Arbeit ist in vier Hauptbereiche gegliedert. Zunächst werden Ursachen und Einflussfaktoren für die Rauheitsbildung auf Leiterwerkstoffen beschrieben, welche die Wahl des Sensormaterials beeinflussen. Alle relevanten mechanische Belastungen führen zur Rauheitsbildung an der Leiteroberfläche, was eine Verschleißerkennung ermöglicht. Kupfer erweist sich aufgrund seines Schädigungsverhaltens und ökonomischer Aspekte als optimal für den Einsatz als elektromechanisches Sensorelement. Der zweite Teil behandelt das mechanische und elektrische Schädigungsverhalten starrer und verlitzter Leitungen ohne definierten Wellenwiderstand mit hochfrequenten Wechselströmen. Für starre Leitungen ist eine Abschätzung des Verschleißzustands mittels HF-Messtechnik möglich, da die Dämpfung über den mechanischen Verschleiß konstant zunimmt. Bei verlitzten Leitungen erschweren Ablösungen der Litzen vom Mantel die Lebensdauervorhersage. Daher werden starre Kupferleiter als Sensorarchitektur verwendet. Im dritten Teil wird die komplexwertige relative Permittivität des Naturfaserwerkstoffs zur impedanzkontrollierten Auslegung des Sensorelements bestimmt. Abschließend wird der Funktionsnachweis des neuen Sensorelements vorgestellt. Es zeigt sich, dass nicht allein die Oberflächenrauheit, sondern hauptsächlich eine Delamination des Sensorelements zu Änderungen der HF-Charakteristik führt. Es ist möglich, homogene und inhomogene Schädigungen von Naturfaserwerkstoffen mithilfe des neuartigen Sensorelements zu detektieren. |
| format | Online |
| id | doab-20.500.12854ir-166249 |
| institution | Directory of Open Access Books |
| language | ger |
| publishDate | 2025 |
| publishDateRange | 2025 |
| publishDateSort | 2025 |
| publisher | FAU University Press |
| publisherStr | FAU University Press |
| record_format | ojs |
| spelling | doab-20.500.12854ir-1662492025-10-16T12:36:03Z Entwicklung eines mechano-elektrischen Sensorelements zur strukturellen Bauteilüberwachung von Naturfaserverbundwerkstoffen mittels hochfrequenter Wechselströme Baron, Philipp Leiterwerkstoffe Sensorelement Kupfer Structural Health Monitoring Naturfaserwerkstoff Hochfrequenztechnik thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TJ Electronics and communications engineering::TJS Sensors thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TG Mechanical engineering and materials::TGM Materials science In dieser Arbeit wird ein neuartiges Sensorelement vorgestellt, das die strukturelle Integrität von Naturfaserwerkstoffen mithilfe von hochfrequenten Wechselströmen in-situ überwacht. Mechanisch-dynamisch belastete Leiterwerkstoffe entwickeln eine charakteristische Oberflächenrauheit, welche in Wechselwirkung mit hochfrequenten Wechselströmen eine Bestimmung des Verschleißzustandes ermöglicht. Integriert in Naturfaserwerkstoffe sollen diese Leiter homogene und inhomogene Schädigungen detektieren. Diese Arbeit ist in vier Hauptbereiche gegliedert. Zunächst werden Ursachen und Einflussfaktoren für die Rauheitsbildung auf Leiterwerkstoffen beschrieben, welche die Wahl des Sensormaterials beeinflussen. Alle relevanten mechanische Belastungen führen zur Rauheitsbildung an der Leiteroberfläche, was eine Verschleißerkennung ermöglicht. Kupfer erweist sich aufgrund seines Schädigungsverhaltens und ökonomischer Aspekte als optimal für den Einsatz als elektromechanisches Sensorelement. Der zweite Teil behandelt das mechanische und elektrische Schädigungsverhalten starrer und verlitzter Leitungen ohne definierten Wellenwiderstand mit hochfrequenten Wechselströmen. Für starre Leitungen ist eine Abschätzung des Verschleißzustands mittels HF-Messtechnik möglich, da die Dämpfung über den mechanischen Verschleiß konstant zunimmt. Bei verlitzten Leitungen erschweren Ablösungen der Litzen vom Mantel die Lebensdauervorhersage. Daher werden starre Kupferleiter als Sensorarchitektur verwendet. Im dritten Teil wird die komplexwertige relative Permittivität des Naturfaserwerkstoffs zur impedanzkontrollierten Auslegung des Sensorelements bestimmt. Abschließend wird der Funktionsnachweis des neuen Sensorelements vorgestellt. Es zeigt sich, dass nicht allein die Oberflächenrauheit, sondern hauptsächlich eine Delamination des Sensorelements zu Änderungen der HF-Charakteristik führt. Es ist möglich, homogene und inhomogene Schädigungen von Naturfaserwerkstoffen mithilfe des neuartigen Sensorelements zu detektieren. 2025-08-29T05:04:17Z 2025-08-29T05:04:17Z 2025-08-28T07:59:20Z 2024 book ONIX_20250828T094736_9783961477869_25 https://library.oapen.org/handle/20.500.12657/105781 9783961477869 9783961477852 https://directory.doabooks.org/handle/20.500.12854/166249 ger FAU Forschungen : Reihe B open access image/jpeg image/jpeg n/a n/a https://library.oapen.org/bitstream/20.500.12657/105781/1/9783961477869.pdf https://library.oapen.org/bitstream/20.500.12657/105781/1/9783961477869.pdf FAU University Press 10.25593/978-3-96147-786-9 10.25593/978-3-96147-786-9 2c600dea-eece-4066-87be-da335e323fdb 9783961477869 9783961477852 AG Universitätsverlage 260 Erlangen open access |
| spellingShingle | Leiterwerkstoffe Sensorelement Kupfer Structural Health Monitoring Naturfaserwerkstoff Hochfrequenztechnik thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TJ Electronics and communications engineering::TJS Sensors thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TG Mechanical engineering and materials::TGM Materials science Baron, Philipp Entwicklung eines mechano-elektrischen Sensorelements zur strukturellen Bauteilüberwachung von Naturfaserverbundwerkstoffen mittels hochfrequenter Wechselströme |
| title | Entwicklung eines mechano-elektrischen Sensorelements zur strukturellen Bauteilüberwachung von Naturfaserverbundwerkstoffen mittels hochfrequenter Wechselströme |
| title_full | Entwicklung eines mechano-elektrischen Sensorelements zur strukturellen Bauteilüberwachung von Naturfaserverbundwerkstoffen mittels hochfrequenter Wechselströme |
| title_fullStr | Entwicklung eines mechano-elektrischen Sensorelements zur strukturellen Bauteilüberwachung von Naturfaserverbundwerkstoffen mittels hochfrequenter Wechselströme |
| title_full_unstemmed | Entwicklung eines mechano-elektrischen Sensorelements zur strukturellen Bauteilüberwachung von Naturfaserverbundwerkstoffen mittels hochfrequenter Wechselströme |
| title_short | Entwicklung eines mechano-elektrischen Sensorelements zur strukturellen Bauteilüberwachung von Naturfaserverbundwerkstoffen mittels hochfrequenter Wechselströme |
| title_sort | entwicklung eines mechano elektrischen sensorelements zur strukturellen bauteiluberwachung von naturfaserverbundwerkstoffen mittels hochfrequenter wechselstrome |
| topic | Leiterwerkstoffe Sensorelement Kupfer Structural Health Monitoring Naturfaserwerkstoff Hochfrequenztechnik thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TJ Electronics and communications engineering::TJS Sensors thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TG Mechanical engineering and materials::TGM Materials science |
| topic_facet | Leiterwerkstoffe Sensorelement Kupfer Structural Health Monitoring Naturfaserwerkstoff Hochfrequenztechnik thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TJ Electronics and communications engineering::TJS Sensors thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TG Mechanical engineering and materials::TGM Materials science |
| url | ONIX_20250828T094736_9783961477869_25 |
| work_keys_str_mv | AT baronphilipp entwicklungeinesmechanoelektrischensensorelementszurstrukturellenbauteiluberwachungvonnaturfaserverbundwerkstoffenmittelshochfrequenterwechselstrome |