DE102007026741B4

DE102007026741B4 - Versteifte Schalenstruktur mit integrierter Überwachung des Beschädigungszustands und Verfahren zur Überwachung des Beschädigungszustands

Info

Publication number: DE102007026741B4
Application number: DE102007026741.1A
Authority: DE
Inventors: Dr. Donne Claudio Dalle; Vitus Holzinger; Ulrike Heckenberger; Frank Palm
Original assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2023-04-27
Anticipated expiration: 2027-06-07
Also published as: DE102007026741A1; WO2008148480A2; WO2008148480A3

Abstract

Verfahren zur Überwachung von einem Bauteil (14), wobei in das Bauteil (14) zumindest ein das Bauteil (14) versteifender Strukturelementskörper (16) eingebracht ist, der sich linienförmig in dem Bauteil (14) erstreckt, wobei das Verfahren die Schritte enthält:(a) Einleiten eines Signals in den Strukturelementskörper (16) oder das Bauteil (14) und den Strukturelementskörper (16), wobei das eingeleitete Signal ein akustisches Signal, insbesondere ein Ultraschallsignal, ist;(b) Abgreifen des übertragenen oder reflektierten akustischen Signals, insbesondere des Ultraschallsignals; und(c) Vergleichen des abgegriffenen akustischen Signals, insbesondere des Ultraschallsignals mit dem eingeleiteten akustischen Signal, insbesondere des Ultraschallsignals und/oder mit einem Referenzsignal zum Ziehen von Rückschlüssen auf Schädigungen im Bauteil (14), wobei der Strukturelementskörper (16) als Sensorbauteil und als verstärkendes Strukturbauteil verwendet wird, unddas Bauteil (14) ein Versteifungsbauteil (14) ist, das ein Profilbauteil (10) versteift.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Beschädigungszustands eines Bauteils, insbesondere unter Lastwechselbetrieb, und außerdem ein Schalenstrukturelement, insbesondere ein mit einem solchen Bauteil versteiftes Schalenstrukturelement, dessen Beschädigungszustand während des Betriebs permanent überwacht werden kann.
Schalenstrukturelemente, die metallische Strukturkomponenten aufweisen oder neben nicht metallischen Strukturkomponenten auch metallische Teile enthalten, werden beispielsweise im Flugzeugbau eingesetzt. Beispielsweise kommen solche Schalenstrukturelemente im Flugzeugrumpf oder am Flugzeugflügel zum Einsatz. Diese Schalenstrukturelemente werden während des Betriebs dynamisch belastet und haben in der Regel nur eine begrenzte Lebensdauer, insbesondere da sie an die Grenzen ihrer Dauerfestigkeit stoßen, weil sie aufgrund der während des Betriebs auftretenden Belastungen Beschädigungen, wie z. B. Risse, erfahren, die sich durch das Bauteil fortpflanzen und ausbreiten.
Solche Schalenstrukturelemente sind häufig aus platten- oder blechförmigen Komponenten, die mit Rippen bzw. Stringern (Längsversteifungen) oder Spanten (Querversteifungen) verstärkt sind, gebildet. Dabei sind die die Haut bildenden Komponenten beispielsweise aus Aluminium, Magnesium oder anderen Metallen, insbesondere Leichtmetallen, oder Metalllegierungen oder auch aus Kunststoffen oder verstärkten Kunststoffen hergestellt. Das verstärkende Bauteil, wie z. B. die Rippe, der Stringer oder der Spant, ist beispielsweise als Aluminiumstrangpressprofil gestaltet. Das Strangpressprofil kann jedoch ebenfalls aus einem anderen Metall, wie beispielsweise Magnesium oder auch Kunststoff oder verstärktem Kunststoff gebildet sein und nach Bedarf durch ein anderes Herstellungsverfahren hergestellt werden.
Gerade im Flugzeugbau ist es wesentlich, die während des Betriebs auftretende Beschädigungen, wie beispielsweise die oben erwähnten Risse, rechtzeitig zu bemerken, so dass die Betriebssicherheit des Bauteils bzw. seine Einsatzfähigkeit zu keiner Zeit wesentlich, d.h. sicherheitsrelevant, beeinflusst ist. Dies wird gegenwärtig dadurch sichergestellt, dass in regelmäßigen Wartungs- oder Inspektionsintervallen das Bauteil überprüft wird, so dass jeweils der aktuelle Versagens- und Schädigungszustand und damit die Betriebssicherheit des Bauteils ermittelt wird. Dies bedeutet, dass nur während dieser Wartungs- bzw. Inspektionsarbeiten, die aufgrund beispielsweise der Flugbetriebsanforderungen lange im Voraus geplant werden müssen, eine Überwachung des Bauteils bzw. der Schalenstruktur stattfindet. Die Wartungsintervalle und die Bauteildimensionierung sind in wechselseitiger Abhängigkeit so gewählt, dass zwischen Wartungsintervallen kein sicherheitsrelevanter Schaden auftritt. Dazu wird im Voraus ein entsprechendes Testbauteil Lastzyklen unterworfen, um Kenntnis über das Schädigungsverhalten im Lastwechselbetrieb zu erlangen. Bei versagenskritischen Bauteilen ist es daher entweder möglich, die Wartungszyklen zu verkürzen oder aber das Bauteil entsprechend zu dimensionieren, was jedoch zu einem Anstieg des Gewichts führen kann.
Als permanente Überwachung solcher Bauteile ist es bekannt, sehr lokal an gefährdeten Stellen, exponierten Lagen u. ä., kontinuierlich das Schädigungsverhalten der Struktur beispielsweise durch gesondert anzubringende Sensoren oder Dehnmessstreifen zu ermitteln und zu überwachen. Eine globale Überwachung der Struktur, insbesondere einer genieteten, geklebten oder geschweißten Struktur, ist damit jedoch nicht möglich.
Vielmehr wird in den bekannten Verfahren zur Überwachung des Bauteils durch die zusätzliche Anbringung von beispielsweise Dehnmessstreifen oder anderen Überwachungsmitteln, die z.B. eine Wirbelstrommessung oder Ultraschallmessung ermöglichen, der Zustand nur in der näheren Umgebung der Sensoren ermittelt. Dies ist jedoch nicht global am Bauteil möglich, da in diesem Fall das gesamte Bauteil mit den zusätzlichen Dehnungsstreifen versehen werden müsste. Vielmehr muss der potentielle Versagensort bereits bekannt sein oder als besonders kritischer Ort im Voraus erkannt sein. Die Schädigungen werden entsprechend nur lokal an den überwachten Stellen erfasst, bzw. mit zunehmendem Abstand von den Sensoren sinkt die Genauigkeit der Überwachung. Rissentstehung und -wachstum ausgehend von wenig gefährdeten Orten kann kaum erfasst und erkannt werden.
Die Überwachung von Beschädigungen in der Bauteilstruktur mittels Schall unter Verwendung eines ersten und eines zweiten Schallwellenleiters ist aus der EP 0 637 747 A2 bekannt.
Aus der US 4 481 821 A ist eine Überwachung der Bauteilstruktur bekannt, die auf Wirbelstrominduktion oder Stromabgabe in ein Bauteil mit konduktiver Oberfläche basiert.
Des Weiteren sind aus der US 4 654 520 A , der US 3 910 105 A sowie aus der EP 1 519 181 A1 Verfahren zur Überwachung von Bauteilstrukturen bekannt, die Lichtwellenleiter verwenden.
Schließlich ist aus der WO 2006 / 072 767 A1 ein Verfahren zur Überwachung eines Faserverbundmaterials bekannt.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schalenstrukturelement mit integrierter Überwachung des Beschädigungszustands sowie ein Verfahren zur Überwachung eines Bauteils, insbesondere in einem Schalenstrukturelement, vorzusehen, wobei eine permanente bzw. immer einsatzbereite globale Struktur-Zustandsüberwachung möglich ist, ohne dass eine große Gewichtserhöhung durch zahlreiche zusätzliche Bauteile entsteht.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einem Schalenstrukturelement mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen sich über größere Bereiche des Bauteils bzw. der Schalenstruktur erstreckenden und mit diesem fest verbundenen, z. B. eingebetteten, Strukturelementskörper vorzusehen, entlang dessen Signale propagieren können. Durch ein Einleiten eines Signals, wobei das Signal ein akustisches Signal, insbesondere ein Ultraschallsignal, ist, in den Strukturelementskörper und Abgreifen des übertragenen oder reflektierten akustischen Signals kann anhand der Signalform, der Amplitude, Kombinationen davon, dem Frequenzspektrum oder ähnlichem bestimmt werden, ob das Bauteil unversehrt ist oder nicht. Typischerweise werden Signale an einem Ende des Strukturelementskörpers eingeleitet und am anderen Ende des Strukturelementskörpers abgegriffen und analysiert. Wird nach der Puls-Echo-Methode das Signal an einem Ende eingeleitet und an demselben Ende analysiert, ob das Signal ggf. reflektiert wurde, lässt sich aus dem Laufzeitunterschied zwischen eingeleitetem und reflektiertem Signal bestimmen, ob das Bauteil geschädigt ist, und wo der Schaden vorliegt. Besonders vorteilhaft ist, dass der in das Bauteil eingebrachte Strukturelementskörper gleichzeitig nicht nur als Sensorbauteil verwendet wird sondern auch als Strukturbauteil, insbesondere verstärkendes Bauteil, eine Strukturfunktion, insbesondere zum Erhöhen der Festigkeit bzw. Steifigkeit, hat. Eine globale Überwachung des Bauteils ist möglich, da sich der Strukturelementskörper über z. B. die gesamte Länge des Verstärkungsbauteils bzw. des zu überwachenden Bauteils linienförmig erstreckt.
Dadurch, dass der Strukturelementskörper vollständig in das Bauteil und mit diesem in das Schalenstrukturelement integriert ist, das heißt fest verbunden ist, ist es möglich, eine Überwachung des Bauteils permanent durchzuführen und somit einen Strukturschaden, der beispielsweise zum Bruch oder Anriss oder zur Durchtrennung des Strukturelementskörpers führt, sofort zu erfassen. Die Mittel zum Einleiten bzw. Abgreifen der Signale können so gestaltet sind, dass sie ebenfalls permanent am Bauteil verbleiben. Ein Beispiel dafür sind Piezokristalle.
Werden die Strukturelementskörper entlang der Hauptrichtungen des Bauteils in dieses eingebracht, beispielsweise in einem gitterförmigen Muster, oder in parallel zueinander laufenden Verstärkungsrippen, Stringern oder Spanten, so kann das gesamte Bauteil nahezu permanent und global überwacht werden. Die globale Kontrolle des Bauteils ist unabhängig von etwaigen bekannten Versagensorten möglich. Schließlich sind die Zusatzkosten verhältnismäßig gering, da der Strukturelementskörper, der als Sensorkörper dient, gleichzeitig Strukturbauteil ist und insbesondere verstärkende Funktionen übernimmt.
Darüber hinaus ist mit dem Einbringen des Strukturelementskörpers in das Bauteil bzw. das Schalenstrukturelement nur eine geringe bzw. keine Gewichtserhöhung oder sogar eine Gewichtsersparnis verbunden, da einerseits der Strukturelementskörper Strukturaufgaben, insbesondere Verstärkung, übernimmt, die zu einer schwächeren Dimensionierung umgebender Bauteile führen können, und andererseits aufgrund der permanenten Überwachung der Bauteile, die ohne Zeitverzögerung dokumentiert werden kann, keine kostenintensive und gewichtsintensive Überdimensionierung der Bauteile erforderlich ist, um ein vorzeitigen Versagen, das heißt ein Versagen zwischen den Wartungsintervallen, zu verhindern. Somit kann durch die ständige permanente Kontrollmöglichkeit die zulässige Gesamtflugbetriebsbelastung auf ein Bauteil zwischen zwei Wartungen oder Inspektionen höher angesetzt werden, so dass bei gleichbleibenden Wartungsintervallen beispielsweise eine Bauteilauslegung mit geringeren Querschnitten möglich ist, was wiederum flugzeuggewichtsreduzierend wirkt. Alternativ könnte die Anzahl der Wartungen pro Zeitraum verringert werden. Auch Kombinationen beider Maßnahmen sind möglich. In jedem Fall führt dies zu deutlich verringerten Betriebskosten.
Erfindungsgemäß geschieht die Signaleinleitung in den Strukturelementskörper als Schallsignal, insbesondere Ultraschallsignal. Dies ist ein einfaches Messprinzip, das unabhängig von elektrischen und magnetischen Einflussgrößen ist und somit im Flugbetrieb keine Beeinträchtigungen oder Störungen hervorruft.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Strukturelementskörper ein durch beispielsweise Aluminiumkoextrusion in eine Aluminiummatrixlegierung eingebetteter hochfester Draht, beispielsweise aus Stahl, aus Nickelbasis- oder Kobaltbasislegierung. Dieser Draht fungiert als linienförmiges Sensorsystem, das heißt als Wellenleiter, über den das z.B. in ihn an einem Ende eingeleitete Signal zum anderen Ende übertragen wird. Anhand des Vergleichs des eingeleiteten Signals, beispielsweise Schallsignals, mit dem am Drahtende abgegriffenen Signal (z. B. Schallsignal) bzw. einem reflektierten Signal kann erkannt werden, ob eine Beschädigung im Bauteil vorliegt, da eine solche zu veränderten Signalübertragungseigenschaften, bei Durchtrennung beispielsweise zu unterbrochener Signalübertragung, führt und sich somit im abgegriffenen Signal durch eine andere Signalform, veränderte Amplitude u. ä. bemerkbar macht. Wird der Wellenleiter durch eine Beschädigung z.B. durchtrennt und an dieser Bruchfläche das eingeleitete Signal reflektiert, so lässt sich mit Hilfe der Puls-Echo-Methode aus dem Laufzeitunterschied zwischen eingeleitetem und reflektiertem Signal bestimmen, wo der Schaden vorliegt.
Somit ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, ein lasttragendes Bauteil, beispielsweise ein Schalenstrukturelement für ein Flugzeug, wie zum Beispiel einen Teil des Druckrumpfes oder der Flügelbeblankung, mit einem Strukturelementskörper, der gleichzeitig ein Strukturüberwachungselement ist, zu einer Einheit zu verbinden. Daraus ergibt sich die Möglichkeit zu einer bauteilabdeckenden, großflächigen Überwachung und Kontrolle der Bauteilintegrität, insbesondere über die gesamt Länge eines verstärkenden Bauteils, wie beispielsweise Stringer oder Rippen, die mit anderen Elementen eines Schalenstrukturelements der eingangs beschriebenen Art durch z. B. Schweißen oder Nieten verbunden sind.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispiels, das in den beigefügten Figuren schematisch dargestellt ist, beschrieben.
Dabei zeigt

1 eine Draufsicht auf ein Schalenstrukturelement;
2 eine Endansicht eines überwachten Stringers des in 1 gezeigten Schalenstrukturelements; und
3a/3b die Signalform des abgegriffenen Signals bei 51.700 bzw. 52.600 Lastwechseln.

1 zeigt beispielhaft ein Schalenstrukturelement 10 mit mittels des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung überwachbaren Stringern 14. Das Schalenstrukturelement 10 kann beispielsweise als Flugzeugstrukturelement, beispielsweise im Rahmen der Rumpfstruktur des Flugzeugs oder der Flügelstruktur des Flugzeugs, eingesetzt werden. Das Schalenstrukturelement 10 ist in der dargestellten Ausführungsform aus Aluminiumblech gebildet, können jedoch auch aus anderen Materialien, einschließlich Kunststoffen oder verstärkten Kunststoffen gebildet sein. Das Schalenstrukturelement 10 kann jedoch z.B. auch ein CFK-Hautfeld umfassen, das mit Stringern/Spanten vernietet ist. Zur Verstärkung der durch das Blech 12 gebildeten Hautfelder sind Versteifungselemente in Form von Stringern 14 mit dem Blech 12 verschweißt.
Die in 2 genauer gezeigten Stringer 14 sind ebenfalls aus Aluminiummatrixlegierung gebildet, wobei sie durch Koextrusion mit einem Inconel-Draht 16, der als Strukturelementskörper dient, hergestellt werden. Der Draht 16 ist über die gesamte Länge des Stringers 14 in diesen eingebettet. Statt des Inconel-Drahts 16 als Strukturelementskörper sind auch Strukturelementskörper aus anderen Materialien, wie beispielsweise aus Stahl, aus einer Nickelbasis- oder Kobaltbasislegierung, denkbar. Die Form des Strukturelementskörpers kann neben der Drahtform auch andere Gestalten einnehmen, ist jedoch vorzugsweise langgestreckt und linienförmig, um eine sich über Flächen erstreckende Signalleitungsmöglichkeiten zu schaffen. Das umgebende Stringerprofil 14 kann beispielsweise aus Aluminium, Magnesium, anderen Metallen oder ebenfalls Kunststoffen sein. Dabei ist vorzugsweise der Strukturelementskörper 16 höherfest als der umgebende, den Stringer 14 bzw. das Versteifungselement bildende Werkstoff.
Die Stringer 14 in 1 bilden Längsversteifungen des Schalenstrukturelements 10. Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen auf Spanten (Querversteifungen) oder andere versteifende Elemente, wie Rippen oder ähnliches anwendbar bzw. auch an zu überwachenden Stellen ohne zusätzliche Versteifungsfunktion der Elemente anwendbar.
Wesentlich ist, dass der Strukturelementskörper, hier der Draht 16, fest mit dem zu überwachenden Bauteil 10 verbunden ist und in sich einheitlich ist, um eine Signalübertragung zu gewährleisten.
Wie 2 entnehmbar ist, ist an jedem Ende des Drahts 16 ein Signalgeber bzw. Signalempfänger an seiner Stirnseite aufgebracht, der hier als Piezokristall 18 gestaltet ist. Mittels des Piezokristalls 18 kann ein Signal an einem Ende des Stringers 14 in das Drahtende eingekoppelt werden und am anderen Ende des Stringers 14, nachdem das Signal entlang des linienförmigen Strukturelementskörpers propagiert hat, wieder abgegriffen werden. Ebenso kann derselbe Piezokristall auch verwendet werden, ein ggf. reflektiertes Signal wieder zu empfangen. Als eingeleitetes Signal kommt in einer einfachen, zuverlässigen Ausführungsform ein Schallsignal, insbesondere ein Ultraschallsignal, das mit dem Piezokristall erzeugt werden kann, in Betracht. Die in 2 gezeigten Piezokristalle 18 sind auf der Seite des Einleitens des Signals mit einer Stromversorgung zur Erzeugung des Schallsignals und zum Abgreifen des Signals mit einer Auswerteeinheit zur Verarbeitung des aufgenommenen übertragenen Signals verbunden.
Nachfolgend wird ein Versuch zur Darstellung der Wirkungsweise der Erfindung beschrieben.
Wie in 1 zu erkennen ist, ist in den Hautbereich des Schalenstrukturelements 10 ein Anfangskerb 20 zur Rissauslösung eingebracht. Der Anfangskerb 20 dient bei dem Versuchsbeispiel dafür, eine Rissfortpflanzung bei zyklischer Belastung auszulösen, die zu beobachten ist, so dass die Fähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen der Rissfortpflanzung zu ermitteln ist.
Das Schalenstrukturelement 10 wird im Rissfortschrittsversuch zyklisch belastet. Bei mit dem Blech 12 verschweißten Stringern 14 breitet sich der Riss, ausgehend vom Anfangskerb 20, verhältnismäßig schnell in das Versteifungselement, das heißt den Stringer 14 hinein aus. Die Länge des Risses im Hautfeld lässt sich jedoch nicht mit der Länge des Risses im Versteifungselement, das heißt dem Stringer 14, korrelieren, so dass in der Regel eine gesonderte Überwachung hier nötig ist, da insbesondere die Stringer 14 bzw. entsprechende Versteifungselemente oder Spanten die lasttragende Funktion übernehmen und deren Versagen wesentlich bzw. im Hinblick auf Sicherheitsaspekte entscheidend ist.
In 3a ist die Form des übertragenen Signals, das heißt des am Drahtende mit dem Piezokristall abgegriffenen Signals, bei 51.700 Lastwechseln gezeigt. Die Signalform entspricht im Wesentlichen derer, wie sie auch bei weniger als 51.700 Lastwechseln zu beobachten ist. Im Gegensatz dazu zeigt 3b die Signalform bei 52.600 Lastwechseln, nachdem sich der Riss bereits im Stringer ausgebreitet hat, jedoch noch bevor der Stringer 14 versagt. Wie durch Vergleich zwischen 3a und 3b erkennbar ist, zeigt das übertragene Signal eine charakteristische Änderung der Signalform, wenn sich der Riss in den Stringer 14 fortgepflanzt hat, jedoch ehe der Riss zum Versagen des Bauteils führen kann. Da durch Einbringen des Strukturelementskörpers 18, der gleichzeitig als Sensorbauteil dient, jederzeit erfasst werden kann, ob ein Versagen besteht, kann somit zeitnah auf einen sich ausbreitenden Riss oder einen anderen Strukturfehler reagiert werden.
Statt eines Vergleichs zwischen Ausgangssignalen im unversehrten Zustand und solchen bei eventueller Schädigung ist es auch möglich, das aktuelle Eingangs- und das aktuelle Ausgangssignal zu vergleichen, solange man etwaige Änderungen der Signalform bei normaler Übertragung entlang des Strukturelementskörpers ohne Schaden kennt.
Bei dem in 3a und 3b gezeigten Bespiel zeigt sich zwischen dem in 3a und 3b gezeigten Zustand zusätzlich ein Absinken der maximalen Amplitude auf einen Wert von weniger als 50% der Höhe des im unversehrten Zustand abgegriffenen Signals. Auch die Amplitude des Signals kann somit als Kriterium dienen, um Rückschlüsse auf Schädigungen im Bauteil zu ziehen.
Durch Versehen von mehreren Bauteilen mit integrierter Überwachungsfunktion, wie den oben beschriebenen Stringern 14, kann das Schalenstrukturelement global auf Schäden überwacht werden und können beim Auftreten eines Schadens anhand der Kenntnis der Bauteile mit veränderter Signalübertragung auch auf den Ort des Schadens Rückschlüsse gezogen werden.
Bezugszeichenliste

10: Schalenstrukturelement
12: Blech
14: Stringer
16: Draht
18: Piezokristall
20: Anfangskerb

Claims

Verfahren zur Überwachung von einem Bauteil (14), wobei in das Bauteil (14) zumindest ein das Bauteil (14) versteifender Strukturelementskörper (16) eingebracht ist, der sich linienförmig in dem Bauteil (14) erstreckt, wobei das Verfahren die Schritte enthält: (a) Einleiten eines Signals in den Strukturelementskörper (16) oder das Bauteil (14) und den Strukturelementskörper (16), wobei das eingeleitete Signal ein akustisches Signal, insbesondere ein Ultraschallsignal, ist; (b) Abgreifen des übertragenen oder reflektierten akustischen Signals, insbesondere des Ultraschallsignals; und (c) Vergleichen des abgegriffenen akustischen Signals, insbesondere des Ultraschallsignals mit dem eingeleiteten akustischen Signal, insbesondere des Ultraschallsignals und/oder mit einem Referenzsignal zum Ziehen von Rückschlüssen auf Schädigungen im Bauteil (14), wobei der Strukturelementskörper (16) als Sensorbauteil und als verstärkendes Strukturbauteil verwendet wird, und das Bauteil (14) ein Versteifungsbauteil (14) ist, das ein Profilbauteil (10) versteift.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal an einem Ende des Strukturelementskörpers (16) eingeleitet und am anderen Ende des Strukturelementskörpers (16) abgegriffen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal an demselben Ende des Strukturelementskörpers (16) eingeleitet und abgegriffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (14) ein metallisches Bauteil (14) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturelementskörper (16) ein Draht (16) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturelementskörper (16) aus Metall oder einer Metalllegierung gebildet ist, die sich vom Werkstoff des metallischen Bauteils (14) unterscheidet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturelementskörper (16) aus einem hochfesten Metall gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abgegriffene Signal mit einem Referenzsignal verglichen wird, das durch Ausführen der Schritte (a) und (b) am unbeschädigten Bauteil (14) erhalten worden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in Zeitintervallen bedarfsabhängig wiederholt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilbauteil (10) Hautfelder (12) aufweist, die mit dem Versteifungsbauteil (14) verbunden sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das abgegriffene Signal an eine Auswerteeinheit zum Vergleich gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vergleichen des abgegriffenen Signals auf einen Schaden geschlossen wird, wenn die Amplitude des Signals auf einen Bruchteil der Amplitude des Vergleichssignals, vorzugsweise weniger als 60%, weiter vorzugsweise weniger als 50%, gesunken ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vergleichen des abgegriffenen Signals auf einen Schaden geschlossen wird, wenn die Signalform verändert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren als Strukturkontrollverfahren für Flugzeugbauteile (10), insbesondere Rumpf- oder Flügelbauteile, ausgeführt wird.
Schalenstrukturelement (10), enthaltend ein mit einem Strukturelementskörper (16) versteiftes Bauteil (14), wobei der Strukturelementskörper (16) in das Bauteil (14) eingebracht ist und sich linienförmig erstreckt, und angepasst ist, als verstärkendes Bauteil und Sensorbauteil gleichzeitig verwendet zu werden, wobei das Schalenstrukturelement (10) zum Einleiten und Abgreifen eines akustischen Signals, insbesondere eines Ultraschallsignals angepasst ist, und wobei das Bauteil (14) ein Versteifungsbauteil (14) ist, das das Schalenstrukturelement (10) versteift.
Schalenstrukturelement (10) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenstrukturelement (10) aus mehreren Halbzeugen, insbesondere Blechen (12), Platten, Rippen, Stringern (14) und/oder Spanten gebildet ist.
Schalenstrukturelement (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenstrukturelement (10) mit Blechen (12) und/oder Platten verschweißte Rippen und/oder Stringer (14) und/oder Spanten enthält.
Schalenstrukturelement (10) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturelementskörper (16) in die Rippen und/oder Stringer (14) und/oder Spanten eingebettet ist.
Schalenstrukturelement (10) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenstrukturelement (10) aus metallischen Werkstoffen gebildet ist.
Schalenstrukturelement (10) nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturelementskörper (16) aus einem hochfesten Metall oder einer hochfesten Metalllegierung gebildet ist.
Schalenstrukturelement (10) nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Strukturelementskörper (16) ein hochfester Draht (16) ist.
Schalenstrukturelement (10) nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenstrukturelement (10) Teil einer Flugzeugstruktur ist.
Schalenstrukturelement (10) nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (18) zum Abgreifen des übertragenen Signals und zum Weiterleiten an eine Auswerteeinheit mit dem Strukturelementskörper (16) verbunden ist.
Schalenstrukturelement (10) nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (18) zum Einleiten des Signals mit dem Strukturelementskörper (16) verbunden ist.
Schalenstrukturelement (10) nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (18) zum Einleiten und/oder Abgreifen des Signals ein Piezokristall (18) ist.