elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Smart Inlays for Simultaneous Crack Sensing and Arrest in Multifunctional Bondlines of Composites

von der Heide, Chresten und Steinmetz, Julian und Schollerer, Martin Johannes und Hühne, Christian und Sinapius, Johannes Michael und Dietzel, Andreas (2021) Smart Inlays for Simultaneous Crack Sensing and Arrest in Multifunctional Bondlines of Composites. Sensors, 21 (11), Seite 3852. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/s21113852. ISSN 1424-8220.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
77MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/21/11/3852

Kurzfassung

Disbond arrest features combined with a structural health monitoring system for permanent bondline surveillance have the potential to significantly increase the safety of adhesive bonds in composite structures. A core requirement is that the integration of such features is achieved without causing weakening of the bondline. We present the design of a smart inlay equipped with a micro strain sensor-system fabricated on a polyvinyliden fluorid (PVDF) foil material. This material has proven disbond arrest functionality, but has not before been used as a substrate in lithographic micro sensor fabrication. Only with special pretreatment can it meet the requirements of thin film sensor elements regarding surface roughness and adhesion. Moreover, the sensor integration into composite material using a standard manufacturing procedure reveals that the smart inlays endure this process even though subjected to high temperatures, curing reactions and plasma treatment. Most critical is the substrate melting during curing when sensory function is preserved with a covering caul plate that stabilizes the fragile measuring grids. The smart inlays are tested by static mechanical loading, showing that they can be stretched far beyond critical elongations of composites before failure. The health monitoring function is verified by testing the specimens with integrated sensors in a cantilever bending setup. The results prove the feasibility of micro sensors detecting strain gradients on a disbond arresting substrate to form a so-called multifunctional bondline.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/142955/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Smart Inlays for Simultaneous Crack Sensing and Arrest in Multifunctional Bondlines of Composites
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
von der Heide, Chrestenc.von-der-heide (at) tu-braunschweig.dehttps://orcid.org/0000-0002-9983-0340NICHT SPEZIFIZIERT
Steinmetz, Julianj.steinmetz (at) tu-braunschweig.dehttps://orcid.org/0000-0003-1969-9387NICHT SPEZIFIZIERT
Schollerer, Martin Johannesmartin.schollerer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7015-9461NICHT SPEZIFIZIERT
Hühne, ChristianChristian.Huehne (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2218-1223NICHT SPEZIFIZIERT
Sinapius, Johannes Michaelm.sinapius (at) tu-braunschweig.dehttps://orcid.org/0000-0002-1873-9140NICHT SPEZIFIZIERT
Dietzel, Andreasa.dietzel (at) tu-braunschweig.dehttps://orcid.org/0000-0003-2090-6259NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Juni 2021
Erschienen in:Sensors
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:21
DOI:10.3390/s21113852
Seitenbereich:Seite 3852
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:Smart Sensors for Damage Detection
ISSN:1424-8220
Status:veröffentlicht
Stichwörter:thin-film sensors; foil sensors; composite structures; structural bonding; multifunctional bondline; function conformity; sensor integration
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturwerkstoffe und Bauweisen
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Funktionsleichtbau
Hinterlegt von: Schollerer, Martin
Hinterlegt am:05 Jul 2021 07:34
Letzte Änderung:06 Dez 2021 14:32

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.