Detektion von Vorspannkraftverlusten in Schraubenverbindungen auf Basis elektromechanischer Impedanzspektren

Das FOSTA-Forschungsprojekt P 1403 ,,Detektion von Vorspannkraftverlusten in Schrauben auf Basis elektromechanischer Impedanzspektren" zielt auf die Entwicklung eines statistisch abgesicherten Verfahrens ab, welches im Rahmen eines Structural Health Monitorings (SHM) eine kostengunstige, kontinuierliche uberwachung von Schraubenkraften in vorgespannten HV-Verbindungen auf Basis von elektromechanischen Impedanzspektren (EMI) ermoglicht. Die EMI-Methode basiert auf der indirekten Messung der frequenz- und vorspannkraftabhangigen mechanischen Impedanz der Schraube. Im Rahmen des Projekts konnte ein Indikator von den Messdaten abgeleitet werden, der mit der Vorspannkraft korreliert. Des Weiteren wurden im Rahmen des Projekts zusatzliche Effekte auf EMI-Spektren, die fur eine zuverlassige Vorspannkraftuberwachung von dem Einfluss der Vorspannkraft selbst unterschieden werden mussen, untersucht. Hierbei handelt es sich u. a. um den Einfluss der Temperatur. In dieser Veroffentlichung werden diese Einflusse naher untersucht. Dies geschieht zum einen auf Basis von Simulationen, die mithilfe einer FE-Software durchgefuhrt wurden, und zum anderen mithilfe von Experimenten. Detection of preload losses in bolts based on electromechanical impedance spectraThe FOSTA research project P 1403 "Detection of preload losses in bolts based on electromechanical impedance spectra" aims at the development of a statistically validated method, which enables a cost-efficient, continuous monitoring of bolt forces in preloaded HV connections based on electromechanical impedance spectra (EMI) within the framework of structural health monitoring (SHM). The EMI method is based on the indirect measurement of the frequency- and preload-dependent mechanical impedance of the bolt. Within the framework of the project, it was possible to derive an indicator from the measurement data that correlates with the pretensioning force. Furthermore, additional effects on EMI spectra, which must be distinguished from the influence of the pretensioning force itself for reliable pretensioning force monitoring, were investigated, including the influence of temperature. In this publication, these influences are investigated in more detail. This is done on the one hand on the basis of simulations carried out with the help of FEM and on the other hand with the help of experiments.