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Ultra-wideband microwave leakage monitoring for stringer debonding detection in carbon composite fuselage structures

Memmolo, Vittorio und Moll, Jochen und Moix-Bonet, Maria und Schmidt, Daniel und Krozer, Viktor (2023) Ultra-wideband microwave leakage monitoring for stringer debonding detection in carbon composite fuselage structures. NDT and E International, 142 (103006). Elsevier. doi: 10.1016/j.ndteint.2023.103006. ISSN 0963-8695.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963869523002219

Kurzfassung

Ultra-wideband guided electromagnetic waves have been proposed recently for non-destructive testing and structural health monitoring applications. However, many possibilities are still unexplored given by the multitude of possible microwave waveguides. The present work introduces the concept of microwave leakage monitoring to detect stringer debondings in hollow carbon composite structures. The principle is to monitor the wave propagation characteristics within the cavity formed by the stringer and the airframe skin using transmission measurements. Changes in the transmission path, e.g. occurring from microwave leakage in the debonded region, can be assessed through a damage indicator approach. To proof this concept, an experimental campaign was carried out according to the building block approach typically used in aeronautics. First, a small-scale specimen with a debonded stringer was investigated in the laboratory. Then, a large-scale fuselage structure was used for technology demonstration enabling stringer debonding with increasing severity through static and fatigue loading. The paper shows that the microwave characteristics in the waveguide (stringer tunnel) is affected by the debonding conditions according to its severity and depth. This allows designing a structural health monitoring system based on guided electromagnetic waves trapped in the tunnel.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/201123/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Ultra-wideband microwave leakage monitoring for stringer debonding detection in carbon composite fuselage structures
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Memmolo, VittorioUniversity of Naples “Federico II”https://orcid.org/0000-0003-1249-918XNICHT SPEZIFIZIERT
Moll, Jochenmoll (at) physik.uni-frankfurt.dehttps://orcid.org/0000-0003-2299-2250NICHT SPEZIFIZIERT
Moix-Bonet, MariaMaria.Moix-Bonet (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1327-0080NICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, DanielDaniel.Schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krozer, ViktorGoethe-University FrankfurtNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Dezember 2023
Erschienen in:NDT and E International
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:142
DOI:10.1016/j.ndteint.2023.103006
Verlag:Elsevier
ISSN:0963-8695
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Guided electromagnetic waves; Composite structures; Aerospace structures; Airframes; Structural health monitoring
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 - Wartung und Kabine, L - Strukturwerkstoffe und Bauweisen
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemleichtbau > Multifunktionswerkstoffe
Hinterlegt von: Moix-Bonet, Maria
Hinterlegt am:18 Dez 2023 09:10
Letzte Änderung:20 Dez 2023 08:29

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