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Erfassung und Bewertung von bauteilspezifischen Einflussfaktoren bei einer experimentellen Modalanalyse an Composite-Druckbehältern

* Presenting author
Day / Time: 20.03.2018, 15:00-15:20
Room: MW 1250
Typ: Vortrag (strukturierte Sitzung)
Abstract: Auf Grund ihres Gewichtsvorteils sind Faserverbundwerkstoffe beim Bau von Hochdruckbehältern die dominierenden Werkstoffe. Mit dem zunehmenden Optimierungsdruck, Materialkosten und Gewicht einzusparen, nimmt das Lastniveau zu, weshalb auch die Bedeutung der Degradationsprozesse steigt. An der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) wird das Alterungsverhalten von Composite-Atemluftflaschen untersucht, um künftig genauere Aussagen zur Abschätzung der Lebensdauer und der damit einhergehenden Festlegung von Prüffristen geben zu können. Gegenstand der vorgestellten Untersuchungen sind Typ-III Druckbehälter, bestehend aus einem Aluminium-Liner und einer kohlefaserverstärkten Armierung. Dabei werden insbesondere Untersuchungen bezüglich der im Metall vorherrschenden Druckeigenspannungen betrachtet, welche zur Steigerung der Lastwechselfestigkeit fertigungsseitig induziert werden. Ziel ist es, mittels einer experimentellen Modalanalyse die inneren Spannungsverhältnisse zerstörungsfrei identifizieren und bewerten zu können. Auf Grund einer Vielzahl von Einflussfaktoren, wie beispielsweise alterungsbedingter Strukturveränderungen im Faserverbundmaterial oder Fertigungsabweichungen, ist jedoch die Einzelbewertung eines Prüfmusters sowie ein qualitativer Vergleich zwischen Behältern desselben Baumusters bisweilen nur schwer möglich. Durch die Vermessung einer Vielzahl von Testbehältern werden zunächst Maß und Umfang der auftretenden Abweichungen modaler Parameter erfasst. Mittels gezielter Modifikation einiger Messobjekte werden anschließend Abhängigkeiten identifiziert. Unterstützt werden die experimentellen Messungen durch die simultane Anwendung eines FE-Models, wobei simulative und experimentelle Ergebnisse verglichen sowie Einflüsse weiterer Parametervariationen numerisch erfasst und abgebildet werden können.