Untersuchung des Schädigungsver­haltens von schnell-drehenden Faserverbundro­toren durch in-situ Messtechnik

Faserverbundwerkstoffe haben im Vergleich zu klassischen monolithischen Werkstoffen herausragende Eigenschaften wie sehr hohe spezifische Steifigkeiten und Festigkeiten sowie eine sehr große anisotropiebedingte Gestaltungsfreiheit und ein gutmütiges sukzessives Schädigungsverhalten.
Ziel des Vorhabens ist es, ein wissenschaftlich fundiertes Verständnis der Zusammenhänge von Schädigungszustand und Schwingungsverhalten von schnell drehenden Faserverbundrotoren zu erarbeiten. Hierfür sind neue in-situ Messmethoden zu entwickeln, die eine hochpräzise Messung des Schädigungszustandes und des Schwingungsverhaltens des geschädigten Rotors im Betrieb ermöglichen. Zudem ist eine physikalisch basierte und experimentell validierte Simulationsmethode zur Voraussage des Schädigungszustandes und strukturdynamischen Verhaltens von schnelldrehenden Faserverbundrotoren bereitzustellen.
Im Rahmen des Vorhabens soll das weltweit einzigartige Mehrpunkt-Laser-Doppler-Distanzmesssystem zur simultanen Messung der globalen schädigungsabhängigen Deformation und der Schwingformen während der Rotation erweitert werden. Ferner sollen volumetrisch messende Techniken für die lokale, in-situ Dehnungs- und Schädigungsanalyse erstmals für schnell drehende Strukturen qualifiziert und eingesetzt werden. Die Gesamtheit der messtechnischen Werkzeuge bildet die Basis zur Validierung und Erweiterung der Simulationsmodelle.
Über das physikalische Verständnis zum schädigungsabhängigen strukturdynamischen Verhaltens hinaus, stehen als Ergebnis des Vorhabens qualifizierte, neuartige in-situ Messmethoden zur Strukturüberwachung sowie praxisgerechte Werkzeuge zur werkstoffgerechten Auslegung zukünftiger Hochleistungsfaserverbundrotoren bereit.

Bearbeiter:    J. Lich

Zeitraum:  08/16 - 07/19
                   01/22 - 06/24

Partner: Institut für Leichtbau und Kunstofftechnik - TU Dresden, Prof. Gude
Arbeitsgruppe Klinisches Sensoring und Monitoring – TU Dresden, Prof. Koch

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