Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Wärmeausdehnungen auf die Eigenspannungen von Bauteilen in Mischbauweise

  • Projekt-/Abschlussarbeit
  • Stade

Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen

Art der Arbeit:
Projektarbeit, Abschlussarbeit, Praktikum, Hiwi-Job – Dauer 3 Monate
Arbeitsinhalt:
Am Forschungszentrum CFK Nord in Stade entwickelt das IFW zusammen mit internationalen Partnern in einem Deutsch-Kanadischen Kooperationsprojekt eine neue Generation von Rotorblättern für den Einsatz in Gezeitenströmungsturbinen. Zentraler Bestandteil des Blattes ist eine in Hybridbauweise (Metall/ CFK) ausgeführte Krafteinleitung zur sicheren Befestigung der Blätter unter widrigen Meer­wasserbedingungen.

Für die Auslegung der Krafteinleitung ist eine Untersuchung des hybriden Laminatbereichs erforderlich, um die übertragbaren Spannungen des hier gewählten Materialkonzepts zu erforschen. Diese werden durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Verbundpartner und daraus resultierenden Eigenspannungen im Inneren des Laminats herabgesetzt. Ziel der Arbeit ist es, die Eigenspannungen anhand von sensorintegrierten Probenkörpern (z.B. Rayleigh-Sensor) von der Fertigung des Hybridverbunds bis zu dessen Einsatz zu untersuchen und deren Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur zu erforschen. Dies kann z.B. innerhalb einer dreimonatigen Bachelor- oder Studienarbeit oder auch eines Praktikums erfolgen. Dazu steht eine Klimakammer, eine Universalprüfmaschine, sowie ein Rheometer zur Durchführung von Zugversuchen unter definierter Umgebungstemperatur zur Verfügung.

Teilaufgaben:

  • Literaturrecherche zum Thema “Analytische Bestimmung von Eigenspannungen durch thermische Dehnungen”
  • Analytische Bestimmung der voraussichtlichen Eigenspannungen im Betriebszustand der Rotorblätter
  • Bau und Konditionierung von sensorischen Hybridlaminaten zum Nachweis der analytischen Betrachtung durch Zugversuche
  • Bestimmung der Auswirkungen von Eigenspannungen auf die übertragbaren Lasten
  • Auswertung der Versuchsergebnisse und Dokumentation

Voraussetzungen:

–  Ingenieurwissenschaftliches Studium
–  Erfahrung im Bereich der Mechanik von Faserverbundbauweisen
–  Interesse
–  Selbstständigkeit und Engagement bei der Bearbeitung wissenschaftlicher Fragestellungen

Starttermin:
Ab sofort

Einsatzort:
CFK Nord, Stade

Kontakt:
M.Sc. Jannik Weykenat
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, CFK-Fertigungstechnologien