Erfassung der Strukturintegrität durch Messung der zeitabhängigen Vorspannkraft in Schraubenverbindungen

Schraubenverbindungen werden seit Jahrhunderten erfolgreich eingesetzt. Trotz anerkannter Auslegungs- und Montageverfahren kommt es immer wieder zu schadhaften Schraubenverbindungen, die im Extremfall zu Unfällen führen. Dies gilt es mit Hilfe der Zustandsüberwachung zu vermeiden.
Die vorliegende Dissertation zielt darauf ab, mittels Sensorschrauben die Strukturintegrität zu erfassen und Schäden der Verbindung sowie der Struktur zu detektieren. Zusätzlich wird der Begriff des Bolt-Condition-Monitorings (BCM) eingeführt und definiert. Einleitend werden die empirisch ermittelten Eigenschaften der Sensorschraube unter Standardlastfällen dargestellt. Dann wird mittels verschiedener Prüfaufbauten die Detektion der einzelnen Schadensmechanismen von Schraubenverbindungen untersucht. Die anschließende Behandlung von Strukturschäden erfolgt an einem Windenergieanlagenturmmodell sowie an Flanschverbindungen. Abschließend wird das Betriebslastverhalten anhand eines Feldversuchs geprüft.
Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Wahl eines geeigneten Schädigungsindikators Schäden in Schraubenverbindungen und Strukturen frühzeitig erkannt werden können. Die dazu notwendige Methodik sowie das nötige Vorgehen wird illustriert und erläutert.