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Error Interpretation and Numeric Simulation

Volumensektion und -analyse eines Impaktschadens an einer Doppelschalen-CFK-Faltwaben-Struktur (3D-CT Analyse)

Das Aufspüren und Beschreiben von Anomalien und fehlerhaften Gefügestrukturen gehört mit zu den wichtigsten Aufgaben der zerstörungsfreien Prüfverfahren. Insbesondere tomographische Verfahren, wie die CT, bieten durch die dreidimensionale Darstellbarkeit ihrer Bildinformation und ihrer besonders hohen Ortsauflösung wie kein anderes bildgebendes Verfahren die Möglichkeit, jede Art von Bauteilstruktur wiederzugeben. Doch das Auffinden und Darstellen von Defekten und Fehlern ist nur der erste Schritt, denn weit wichtiger ist es, die nachweisbaren Strukturen auch einschätzen und bewerten zu können.

Die wichtigsten Fragestellungen sind:

• Kann ein beobachteter Defekt unter Einsatzbedingungen zum Versagen des Bauteils führen?
• Wie wird sich die Fehlstelle unter Einsatzbedingungen vergrößern und wann wird es zum Bauteilversagen kommen?
• Durch welche fertigungstechnischen und konstruktiven Veränderungen kann das Auftreten eines solchen Fehlers von vorneherein vermieden werden?

Für das Verständnis der Entstehung und Ausbreitung von Fehlstellen im Werkstoffgefüge eines Bauteils sind auch numerische Modellierungen erforderlich, die den dynamischen Ablauf rechnerisch nachvollziehen. Die Ergebnisse von zerstörungsfrei gewonnenen CT-Daten wie auch die von zerstörenden Ermüdungstests können als experimentelle Komponente zusätzlich mit einfließen und das rechnerische Modell ergänzen bzw. überprüfen helfen.

Erkenntnisse darüber, welche Art Fehlstellen für ein Bauteil kritisch werden können und wie der Versagensmechanismus funktioniert, bilden die Grundlage für konstruktive Veränderungen, die das Auftreten solcher Defekte verhindern sollen. Die systematische Fehlstellenanalyse mittels zerstörungsfreier Untersuchungsmethoden ist damit ein wichtiger Bestandteil der Bauteiloptimierung.