Zwei neue Forschungsarti­kel veröffentlicht

Wir freuen uns, die Veröffentlichung der Artikel „Multi Scale Systematisation of Damage and Failure Modes of High-Pressure Hydrogen Composite Vessels in Aviation. Part 1: Methodology“ und „Part 2: Analysis“ in der Zeitschrift International Journal of Hydrogen (Impact Factor 8.1, Cite Score 13.5) bekannt zu geben.

In dem Beitrag von GRK-Kollegiat David Schlegel (Projekt F7), dem ehemaligen assoziierten Mitglied Max Vater, Dr. Sebastian Spitzer (Leiter Leichtbauweisen vom TUD Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik), Prof. Maik Gude, Inhaber der Professur für Systemleichtbau und Mischbauweisen, und Prof. Antonio Hurtado, Inhaber der Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik und Sprecher des Boysen-TUD-Graduiertenkollegs, werden Belastungen und Versagensmoden von Wasserstoffhochdruckbehältern im Luftfahrtkontext systematisiert.

Die Entwicklung von Wasserstoff-Hochdruckspeichern (CGH₂) in Faser-Kunststoff-Verbund-Bauweise für die Luftfahrt ist durch Unsicherheiten in Gestalt, Material und Fertigung sowie die Berücksichtigung komplexer Versagensmodi wie Delamination und Faserbruch geprägt, wodurch hohe Sicherheitsmargen erforderlich sind. Um diese Margen zu reduzieren und die gravimetrische Speicherdichte zu maximieren, wird in Teil 1 eine Methodik zur Systematisierung von Belastungen und Versagensmoden und deren Ausbreitung über verschiedene Längenskalen entwickelt, auf deren Basis eine fundierte Zuverlässigkeitsanalyse möglich ist. Es werden bestehende Ansätze analysiert, Anforderungen abgeleitet und eine neue Entwicklungslogik definiert.

© https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319924047906?via%3Dihub

In Teil 2 wird diese Methodik exemplarisch auf ein B2-Flugzeug angewendet, das mit einem CGH₂-Speicher in einem externen Außenlastbehälter ausgestattet ist. Dabei werden Lastfälle, Spannungen und Versagensmodi von der Flugzeugebene bis zur Materialebene analysiert. Die Anwendung zeigt, wie Multiskalen-Effekte die Zuverlässigkeit beeinflussen und ermöglicht die Identifikation ingenieurtechnischer Maßnahmen, um das Verhältnis von Zuverlässigkeit zu Masse zu verbessern.

Die Artikel sind als Open Access unter den folgenden Links verfügbar:

Teil 1: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.11.115
Teil 2: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.11.457