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In-situ monitoring of impact dynamics, indentation, and compression after impact (CAI) on CNT-doped GFRP panels by means of electrical monitoring

Pinello, Lucio und Sánchez-Romate, Xoan F. und Vescovini, Alessandro und Cinquemani, Simone und Scaccabarozzi, Diego und Libonati, Flavia und Jiménez Suárez, Alberto und Ureña, Alejandro und Sbarufatti, Claudio (2025) In-situ monitoring of impact dynamics, indentation, and compression after impact (CAI) on CNT-doped GFRP panels by means of electrical monitoring. Structural Health Monitoring. SAGE Publications. doi: 10.1177/14759217251336759. ISSN 1475-9217.

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[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/14759217251336759

Kurzfassung

Carbon nanotubes (CNTs) have been exploited in structural health monitoring applications as a novel inspection technique for fiber-reinforced plastic materials, thanks to their excellent electrical properties and piezoresistive behavior. However, investigations on the CNTs sensor network behavior during compression after impact tests and correlations between electric resistance variations and damage mechanisms are lacking. Therefore, in this study, the electromechanical behaviour of CNT percolation networks in glass fiber-reinforced plastics materials has been investigated during impact, indentation, and compression after impact tests aiming at relating electrical resistance variations with damage mechanisms, also proving the CNTs network sensitivity in presence of repeated damages. The electrical response of the CNTs networks was compared with conventional nondestructive measurements to improve the understanding of the electrical response. Good agreement between the electrical and mechanical response is demonstrated during impact tests, highlighting a shift in the electrical resistance correlated with permanent and irreversible damage. Sharp changes in electrical resistance are related to sudden variations in impact and indentation loads, which are correlated with damage mechanisms. Compliance between electrical and mechanical signals is also observed in compression after impact tests, resulting in a general decrease of the electrical resistance with increasing loading due to compressive and buckling strains. Finally, compression after impact and repeated impact tests proved the ability of the CNT-based sensor network to sense even after being damaged. These results push towards the future applicability of the CNTs-based monitoring approach for composite structures, exploiting the CNTs self-sensing capability for damage identification.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/215222/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:In-situ monitoring of impact dynamics, indentation, and compression after impact (CAI) on CNT-doped GFRP panels by means of electrical monitoring
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pinello, LucioPolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sánchez-Romate, Xoan F.Universidad Rey Juan CarlosNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vescovini, Alessandroalessandro.vescovini (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1773-2884187411954
Cinquemani, SimonePolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scaccabarozzi, DiegoPolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Libonati, FlaviaUniversity of GenoaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jiménez Suárez, AlbertoUniversidad Rey Juan CarlosNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ureña, AlejandroUniversidad Rey Juan CarlosNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sbarufatti, ClaudioPolitecnico di MilanoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Erschienen in:Structural Health Monitoring
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1177/14759217251336759
Verlag:SAGE Publications
ISSN:1475-9217
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CNTs SHM self-sensing materials damage detection monitoring
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - keine Zuordnung
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemleichtbau > Strukturmechanik
Hinterlegt von: Vescovini, Alessandro
Hinterlegt am:21 Jul 2025 14:37
Letzte Änderung:18 Aug 2025 08:44

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