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

Damage monitoring of pinned hybrid composite–titanium joints using direct current electrical resistance measurement

Dengg, Andreas und Kralovec, Christoph und Löbbecke, Miriam und Haubrich, Jan und Schagerl, Martin (2024) Damage monitoring of pinned hybrid composite–titanium joints using direct current electrical resistance measurement. Composite Structures, 334, Seite 117972. Elsevier. doi: 10.1016/j.compstruct.2024.117972. ISSN 0263-8223.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB
[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
46kB

Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2024.117972

Kurzfassung

The present research addresses structural health monitoring of pinned, composite–titanium (i.e.: hybrid) joints with the aim of using their lightweight potential and damage tolerance in future aircraft designs. Together with additively manufactured titanium pins, protruding into the carbon-fiber composite, a single-lap shear joint specimen is monitored with direct current electrical resistance measurements (DC ERM) across the overlap, without conductivity-enhancing additives (e.g., carbon nanotubes), but rather with the pins’ complex electrical network that forms with the carbon-fiber composite. For a proof-of-concept demonstration, a structural test with quasi-static, tension–tension loading and unloading is performed. Using digital image correlation, degradation of the joint is monitored. Results are validated by a 2-dimensional finite element model, considering multiple damage states. For DC ERM, a damage indicator is proposed to evaluate the joint’s structural condition. It is shown that typical damage for this joint type reported literature (i.e., cracks occurring at the overlap ends) could be reproduced and detected by the electrical property change across the overlap. Under the given laboratory conditions, the proposed DC ERM damage indicator clearly shows a non-reversible increase in resistance by 3.8% due to damage, starting at first damage initiation and also reflecting further damage growth. Thereby, the method’s capability for damage detection and monitoring is demonstrated.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207899/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Damage monitoring of pinned hybrid composite–titanium joints using direct current electrical resistance measurement
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dengg, AndreasJohannes-Keppler Universität, Linz, AUNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kralovec, ChristophJohannes-Keppler Universität, Linz, AUhttps://orcid.org/0000-0003-3568-5049NICHT SPEZIFIZIERT
Löbbecke, MiriamMiriam.Loebbecke (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7838-6204NICHT SPEZIFIZIERT
Haubrich, JanJan.Haubrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5748-2755NICHT SPEZIFIZIERT
Schagerl, MartinJohannes-Keppler Universität, Linz, AUNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Erschienen in:Composite Structures
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:334
DOI:10.1016/j.compstruct.2024.117972
Seitenbereich:Seite 117972
Verlag:Elsevier
ISSN:0263-8223
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Structural health monitoring, Pin-reinforced joint, Hybrid joint, Composite–metal joint, Electrical resistance measurement, Structural analysis
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: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische und hybride Werkstoffe
Hinterlegt von: Haubrich, Jan
Hinterlegt am:04 Nov 2024 09:02
Letzte Änderung:04 Nov 2024 09:02

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.