Forschung

 Querschnittsbereiche

 Lehre

 Praktikantenamt

 Fastlinks

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

Charakterisierung von Herstellungsdefekte und deren Einfluss auf Ermüdungseigenschaften von FVK

Titel: Charakterisierung von Herstellungsdefekte und deren Einfluss auf Ermüdungseigenschaften von FVK
Typ:
  • Bachelorarbeit
  • Studienarbeit
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 Anzahl der Unfälle, die sich aufgrund von Windkraftanlagen ergeben, ist in den letzten Jahren erneut gestiegen. Eine der häufigsten Ursachen für die Unfälle ist das Versagen von Rotorblättern, die unter anderem durch Produktionsfehler in den Kunststoffverbunden verursacht werden. Produktionsfehler entstehen während der Verarbeitung, verfahrens- oder prozessbedingt, und haben große Auswirkungen auf die Materialeigenschaften. Diese definieren sich als Irregularitäten im Material oder in der Bauteilstruktur, die im geplanten Entwurf nicht auftauchen sollten.

Problemstellung

Ziel dieser Arbeit ist es verschiedene Lagenwelligkeitsgeometrien hinsichtlich ihres Ermüdungsverhalten und ihrer Auswirkung auf die Restfestigkeit zu untersuchen und miteinander sowie mit Verbunden ohne jegliche Welligkeitsform zu vergleichen.

Zunächst werden dafür Probekörper drei verschiedener Geometrien eigenständig fabriziert. Darunter fallen zwei Lagenwelligkeitsformen (globale und lokale Welligkeit) sowie flache Probekörper ohne jegliche Faserkrümmung. In diesem Rahmen, müssen für die Welligkeitsgeometrien Werkzeuge weiterentwickelt werden, und mittels dieser, ein Produktionsprozess erstellt werden.

Daraufhin folgen erste Zugversuche zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften sowie die Darstellung von Kennwertlinien entsprechender Probekörpergeometrien. Die flachen und welligen 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 Proben mit globalen Welligkeiten.
    • 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
    • Zusammenfassung und Auswertung der Ergebnisse

Anforderung

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