Bauteil mit bauteilinhärenten Belastungssensoren

Einleitung / Abstract

Die Technologie umfasst ein Verfahren zum Einbringen von Informationen in Bauteilen und ein Verfahren zum Ermitteln einer Belastungshistorie dieser Bauteile. Bei diesen Bauteilen kann es sich um Metallbauteile wie Stahl- oder Leichtmetallbauteile handeln, die beispielsweise in Verkehrsmitteln wie Autos oder Flugzeugen eingesetzt werden.

Hintergrund

Es ist bekannt, Sicherheitsbauteile in regelmäßigen Abständen zerstörungsfrei zu prüfen, wobei durch Belastungen hervorgerufene Schäden, z. B. Risse, im Frühstadium erkannt werden, bevor sie die Betriebssicherheit der Anlage, in der das Bauteil verbaut ist, gefährden können. Nachteilig hieran ist, dass in regelmäßigen Abständen geprüft werden muss, wobei Schädigungen des Bauteils, die noch nicht zu makroskopischen Fehlern wie Rissen geführt haben, nicht nachgewiesen werden können.

Lösung

Zum Einbringen von Informationen in ein Bauteil wird im ersten Schritt das Gefüge in der Bauteil-Randzone in einem ersten Bereich lokal geändert, so dass ein Gefüge mit einer ersten Dehngrenze entsteht, die kleiner ist als die Grundgefüge-Dehngrenze. Im zweiten Schritt wird das Gefüge in der Bauteil-Randzone in einem zweiten Bereich lokal geändert, so dass ein Gefüge mit einer zweiten Dehngrenze, die signifikant kleiner ist als die erste Dehngrenze, entsteht. Die beiden o. g. Bereiche sind benachbart so zueinander angeordnet, dass sich bei zunehmender mechanischer Beanspruchung des Bauteils zuerst das Zweitbereichs-Gefüge und nachfolgend das Erstbereichs-Gefüge plastisch verformt, bevor die Grundgefüge-Dehngrenze überschritten wird. Vorteilhafterweise können Belastungsspitzen, die das Bauteil beanspruchen, mit einfachen Mitteln erkannt werden, bevor erste Schädigungen des Bauteils, z. B. Anrisse, entstanden sind.

Vorteile