Kurzbeschreibung:

Klebeverbindungen von Strukturbauteilen gehören in der Luftfahrt zu den Verbindungstechniken, dem die größte potentielle Gewichtsersparnis zugeschrieben wird. Durch ihre weitflächige Kraftübertragung und ihr geringes Eigengewicht, eignen sie sich besonders gut für viele Anwendungsfälle in einem Flugzeug. Langzeitstudien haben jedoch gezeigt, dass Klebeverbindungen sehr anfällig gegenüber Herstellungsfehlern und Schädigungen im Flugbetrieb sind.

Im Rahmen des EU-geförderten Forschungsprojekts BOPACS soll ein neuer Ansatz zur Zertifizierung von Strukturklebeverbindungen in der Luftfahrt untersucht werden. Mit Hilfe von „Rissstoppern“ soll die Ausbreitung von Rissen in der Klebeschicht verlangsamt und kontrolliert werden. Ein solcher Damage-Tolerant Ansatz würde bewirken, dass eine katastrophale Ausbreitung von Rissen innerhalb eines Wartungsintervalls verhindert wird. Er ist somit eine notwendige Ergänzung zu einer geeigneten Fertigungsprozesskontrolle und der Detektierung von Schäden.

Ziel der Arbeit:

Der Student wird im Rahmen der Abschlussarbeit / des Praktikums Klebeverbindungen bezüglich des Risswachstums untersuchen. Dazu wurden bereits im Rahmen einer Bachelorarbeit statische Versuche durchgeführt. Nun soll das Risswachstum unter Fatiguebelastung betrachtet werden. Eine wesentliche Herausforderung wird dabei das Monitoring des Risses während des Versuches, sowie die Charakterisierung des Versagensverhaltens darstellen.

Zusätzlich erhält der Student die Möglichkeit in Zusammenarbeit mit dem IKT die Proben zerstörungsfrei zu prüfen.

Arbeitspunkte: (Der genaue Umfang der Arbeit wird entsprechend angepasst)

• Literaturrecherche
• Definition der Probengeometrien
• Entwicklung einer Testmatrix
• Entwicklung eines Konzepts zur Messung des Rissfortschrittes während des Prüfvorganges
• Durchführung und Auswertung dynamischer Tests
• Dokumentation

Die Serienproduktion von Faserverbundbauteilen im Automobilbau erfordert kurze Prozesszeiten und eine
reproduzierbare Qualität. Diese beiden Anforderungen können bisher nur mittels RTM-Prozess realisiert werden. Beim RTM-Prozess (resin transfer molding) werden die trockenen Faserhalbzeuge in eine Form gelegt und anschließend wird das Injektionsharz mit Überdruck in die geschlossene Form gespritzt. Nach dem Aushärten des Bauteils kann dieses dann der Form entnommen und weiter
verarbeitet werden. Um nicht infiltrierte Stellen im Bauteil zu vermeiden sind eine genaue Kenntnis der Permeabilitäten (Durchdringbarkeit) der Halbzeuge und eine Simulation des Füllvorgangs erforderlich.

In einer vorherigen Studie wurde ein einfacher Permeabilitätstestprüfstand aufgebaut und erste Tests zur Bestimmung
der Permeabilität von verschiedenen Materialien und Layups durchgeführt. Diese Experimente wurden anschließend mit der Simulation von PAM-RTM verglichen und eine Validierung des Teststandes durchgeführt.