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Untersuchung verschiedener Herstellungsprozesse und –formen für die Herstellung von taillierten FVK Proben

Titel: Untersuchung verschiedener Herstellungsprozesse und –formen für die Herstellung von taillierten FVK Proben
Typ:
  • Bachelorarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Beginn: ab sofort

Faserverbundkunststoffe (FVK) werden bereits seit einigen Jahrzehnten aufgrund ihres idealen Leichtbaupotentials immer häufiger in den verschiedensten industriellen Bereichen verwendet. Während früher der Gebrauch hauptsächlich in Luftfahrtstrukturen Anwendung fand, hat sich heute ein weites Spektrum für die Nutzung dieser Materialien ausgebildet, die unter anderem auch die Automobilindustrie und die Energietechnik betrifft. Letzteres bezieht sich auf Windkraftanlagen bei denen glasfaserverstärkte Kunststoffe für die Rotorblätter verwendet werden.

Die Charakterisierung von Ermüdungsverhalten von Glasfaserverstärkten Materialien ist aufwändig und teuer. Momentan wird am IFB ein Charakterisierungsprozess entwickelt der die Ermüdungsverhalten korrekt beschreibt und dabei die Testzeiten erheblich verkürzen sollte. Dabei soll der Einfluss von verschiedenen Probengeometrien sowie ihre Herstellbarkeit untersucht werden.

Problemstellung

Ziel dieser Arbeit ist es verschiedene Probengeometrien hinsichtlich ihres Ermüdungsverhalten und ihrer Auswirkung auf die Restfestigkeit zu untersuchen und miteinander zu vergleichen. Dabei werden verschiedene Herstellungsprozesse angewendet und ihren Einfluss auf die Oberflächengenauigkeit untersucht.

Zunächst werden dafür Probekörper drei verschiedener Geometrien eigenständig fabriziert. Darunter fallen eine Flache sowie zwei taillierte Probenkörper. In diesem Rahmen, müssen für die taillierten Proben Herstellungsprozesse (z.B. Fräsen (trocken, nass), Wasserstrahlschneiden und Schleifen) untersucht werden, ein Produktionsprozess erstellt werden.

Daraufhin folgen erste Zugversuche zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften sowie die Darstellung von Kennwertlinien entsprechender Probekörpergeometrien. Die flachen und taillierten Probekörper werden den Ermüdungsversuchen ausgesetzt und anschließend mittels Zugversuchen auf ihre Restfestigkeit überprüft. Die Daten werden zusammengefasst und ausgewertet.

Aufgabe

  • Weiterentwicklung eines Werkzeuges für die Herstellung von Probenplatten.
  • Materialauswahl
  • Herstellung von Referenzprobekörper
  • Durchführung Statischer und dynamischer Versuche:
    • Dehnungsvergleich zwischen Mechanischer und Videoextensometer
    • 2D und 3D Dehnungsmessungen mit optischen Methoden
    • Entwicklung einer Test Matrix für Statische und Dynamische Versuche
    • Optimierung des Herstellungsprozesses
    • Entwicklung eines Schleifwerkzeuges für die Herstellung von taillierten Proben
    • Zusammenfassung und Auswertung der Ergebnisse

Anforderung

  • Interesse an praktischer Arbeit
  • Verantwortungsvolle und gewissenhafte Arbeitseinstellung
  • Python Kenntnisse von Vorteil
  • Erfahrung mit Materialprüfung von Vorteil