Untersuchung von magnetostriktiven Partikeln zur Detektion von Eigenspannungen in CFK-Polymermatrices

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird das Potenzial magnetostriktiver Partikel (Terfenol-D) hinsichtlich ihrer sensorischen Eigenschaften zur Detektion von Eigenspannungen in einer Epoxidharzmatrix untersucht. Als Einflußparameter werden Partikelgröße und Partiklegehalt überprüft. Die Mes-sungen von Magnetflussdichteänderungen erfolgt sowohl unter Zug- als auch Druckbelastung unter Einsatz eines Hall-Elements. Um die Sedimentation der eingebrachten Partikel während des Aushärteprozesses des Harzes zu unterbinden kommt ein Magnetfeld zum Einsatz. Die Er-gebnisse der experimentellen Messungen zeigen einen deutlichen Zusammenhang zwischen der magnetischen Flussdichte an einer Probe und ihrem mechanischen Belastungszustand. Neben der signifikanten Erhöhung der magnetischen Flussdichteänderung durch eine zuvor aufgebrach-te Nachmagnetisierung der Proben, zeigen vor allem Proben mit höhren Partikelgehalten (20 wt.%) und kleineren Partikelgrößen (<20 µm) wesentliche Änderungen in ihrer magnetischen Flussdichte in Abhängigkeit ihrer mechanischen Belastung. Weitere Einflußgrößen auf die mag-netische Flussdichteänderungen, z.B. Inhomogenitäten der Partikelorientierung und Partikelver-teilung in den Proben, konnten identifiziert werden.