Dehnungssensoren für stark elastische Materialien

Pseudoelastisches FGL als Dehnungssensor

Dehnungssensoren für stark elastische Materialien

Glasfaserverbundstoff mit integrierten Dehnungssensoren aus FGL

Herausforderung & Innovation

Faserverbundwerkstoffe und Kunststoffe sind im Vergleich zu Stahl und Aluminium stark elastisch dehnbar. Zur Dehnungsmessung an Bauteilen aus diesen Materialien sind daher ebenso dehnbare Sensoren notwendig. Konventionelle Dehnungsmessstreifen versagen bei hohen Zyklenzahlen aufgrund von Ermüdung.

 

Pseudoelastische Formgedächtnislegierungen (FGL) als Dehnungssensor

Elastische, einfach in Faserverbundwerkstoffe und Kunststoffe zu integrierende FGL-Sensoren sind für zyklische Messungen und mobile Anwendungen geeignet. Sie verfügen über eine hohe Messempfindlichkeit bei sehr langer Lebensdauer. Zur Prozess- und Strukturüberwachung an Bauteilen werden statische und dynamische Dehnungen zuverlässig gemessen.

 

Vergleich der Ermüdungseigenschaften von Konstruktionswerkstoffen

Prinzipbild der Widerstandsänderung bei Dehnungssensoren aus FGL

Prinzipbild der Widerstandsänderung bei Dehnungssensoren aus FGL

elektrische Widerstandsänderung von FGL bei Dehnung

Ermüdung des FGL-Sensors im Vergleich zu DMS

Sensor-Experiment mit FGL-Draht

Ein FGL-Draht wird um 15 mm gestreckt (entspricht einer Dehnung von 5,5 %). Dabei ändert sich der elektrische Widerstand von 10 auf 15 Ohm, somit um 5 Ohm. Dies entspricht einer relativen Widerstandsänderung von 50 %. Der daraus abgeleitete k-Faktor (Sensitivität) ist 9 und damit 4 mal größer als bei Standard-DMS.

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