Experimentelle Untersuchung geometrischer Strukturparameter von Honigwabenkernen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Harzverteilung und Druckfestigkeit
Bachelor- / Master- / Studienarbeit
Motivation
In Luftfahrzeugen ist eine Vielzahl von Strukturbauteilen in Sandwichbauweise ausgeführt. Diese weisen aufgrund der Kombination von steifen Deckschichten und leichten Honigwabenkernstrukturen sehr hohe gewichtsspezifische mechanische Eigenschaften auf. Die Wabenkerne haben vor allem die Aufgabe Querkräfte aufzunehmen und werden somit auf Druck und Schub belastet. Die Herstellung typischer Honigwabenkerne erfolgt im Expansionsverfahren. Dazu werden dünne Aramidpapiere partiell mit Klebstoff bedruckt, gestapelt und verpresst. Durch die Expansion des Papierblocks entstehende Wabenzellkerne werden in ein Harzbad getaucht. Auf diese Weise werden die mechanischen Eigenschaften eingestellt, sowie das Brandverhalten verbessert.
Während der Beschichtung der expandierten Papierwaben bilden sich Harzansammlungen in den Ecken der Zellen, welche die mechanischen Kerneigenschaften signifikant bestimmen.
Grundlage für die Auslegung der Sandwichstrukturen sind unter anderem Kenntnisse über das genaue Verhalten der Kernstrukturen hinsichtlich Tragfähigkeit. Ziel der Arbeit ist daher die Untersuchung des Einflusses der Strukturparameter von Honigwabenkernen auf die Bildung lokaler Harzkonzentrationen und deren Auswirkung auf die mechanischen Eigenschaften des Kerns.
Schwerpunkte:
- Literaturrecherche zu Honigwabenkernen, verwendeten Kernmaterialien, Herstellungsverfahren klassischer Aramidpapierwaben und Druckversuchen an Sandwichkernen
- Analyse zu geeigneten Verfahren der Probenherstellung für die Untersuchung des Tränkungsprozesses
- Konstruktion und Entwicklung einer Vorrichtung zur manuellen Herstellung von Sandwichkernabschnitten
- Herstellung von Sandwichkernproben variierender Parameter hinsichtlich Zellweite, Papierart und Expansionswinkel mithilfe der entwickelten Vorrichtung
- Versuchsplanung und Durchführung des Tränkungsprozesses der Proben mit Epoxidharz
- Analyse und Auswertung der getränkten Proben hinsichtlich der Ausbildung von Harzecken und Zellwandbereichen mit erhöhten Harzkonzentrationen über geeignete Methoden
- Durchführen von Druckversuchen an hergestellten Sandwichkernproben
- kritische Diskussion der Ergebnisse
© Sven Ellger
wissenschaftlicher Mitarbeiter
NameHerr Dipl.-Ing. Dominik Brunner
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Professur für Luftfahrzeugtechnik
Professur für Luftfahrzeugtechnik
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