Methoden zur umformenden Herstellung sensorischer Tragstrukturen mit in situ vorgespannten Sensoren

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Im Rahmen dieser Arbeit werden Methoden zur Entwicklung und Herstellung axialsymmetrischer Tragstrukturen mit umformtechnisch gefügten Kraftsensoren aufgestellt und validiert. Durch eine übertragbare Vorgehensweise entstehen standardisierbare Tragstrukturen, welche neben ihrer bestimmungsgemäßen Aufgabe, Lasten ohne mechanische Beeinträchtigung zu tragen, die Traglasten sicher detektieren. Derartige sensorische Tragstrukturen zeichnen sich durch die strukturkonforme Integration von Sensoren aus. Bei der Herstellung wird ein Sensorkörper oder monolithisches Funktionsmaterial parallel zu einer rotationssymmetrischen Tragstruktur konzentrisch im Kraftfluss eingebracht. Durch die gemeinsame Gestaltung von Sensorkomponente, Tragstruktur und dem Fügeprozess entsteht eine Synthese sensorischer und mechanischer Eigenschaften. Somit eröffnen sensorische Tragstrukturen die Möglichkeit, Standardkomponenten von Maschinen, Anlagen und Bauwerken wirtschaftlich um eine Zustandsüberwachung zu ergänzen. Weiterhin ermöglicht der robuste Aufbau mit der empfindlichen Sensorik im Inneren der Tragstruktur den Einsatz dieser neuartigen Sensorik auch in einer rauen Umgebung.