Neue Versuchsreihe im Hexapoden der TUHH geplant

16.04.2014

Neue Materialien sind im Kommen: Sie sind leicht, stabil und ressourcenschonend. Doch wie verhalten sie sich bei Schäden? Am 14. und 15. April trafen sich die Teilnehmer des Projekts „Einfluss von Defekten auf das Werkstoff- und Strukturverhalten von faserverstärkten Kunststoffen für Leichtbaustrukturen“ an der Technischen Universität Hamburg (TUHH). Wissenschaftler der TUHH, der TU Braunschweig, der TU Dresden und der Universität Stuttgart forschen gemeinsam in dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt daran, wie sich Schäden in Leichtbaustrukturen verhalten und vermeiden lassen. In dem Projektmeeting plante das Team, wie es den Hexapoden der TUHH gezielt für die Versuchsreihe einsetzen kann.

Die in dem Projekt untersuchten faserverstärkten Kunststoffe werden zunehmend in Windkraftanlagen oder Flugzeugen eingesetzt. Gegenüber metallischen Leichtbaustrukturen bieten sie entscheidende Vorteile: Bestehend aus Glas- oder Kohlenstofffasern im Verbund mit Harz sind sie viel leichter als zum Beispiel Stahl – und dennoch stabiler. Allerdings sind verschiedene Faktoren zu beachten, die die Leichtbaustrukturen verändern können. „Bei der Fertigung können verschiedene Materialfehler, wie beispielsweise Poren oder harzreiche Bereiche auftreten“, erklärt TUHH-Professor Bodo Fiedler, Leiter des Instituts für Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. „Außerdem kann es, beispielsweise im Windradbetrieb, zu Schlagschäden durch Vögel kommen“, Fiedler weiter. „Uns geht es darum, die herstellungs- und betriebsbedingten Schäden zu klassifizieren und zu analysieren, wie sie sich jeweils unter Einwirkung von Belastungen verändern.“

Um genau verstehen zu können, wie sich beispielsweise Risse an einem Flugzeugrumpf ausbreiten, startet im Sommer die große Versuchsreihe des Projekts in dem Hexapoden der TUHH. Die mit Mitteln der DFG finanzierte Hochleistungs-Prüfanlage in Gebäude P ermöglicht mechanische Tests an größeren Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen unter realitätsnahen Bedingungen. Die künstlich beschädigten Flugzeugrumpfsegmente werden jenen Belastungen und Vibrationen ausgesetzt, die im realen Flugbetrieb herrschen – und weit darüber hinausgehen.

Die Projektergebnisse tragen dazu bei, zukünftig die Bewertung von Defekten zu vereinfachen, so dass in der Praxis besser eingeschätzt werden kann, inwieweit ein kleiner Riss das Risiko eines katastrophalen Schadens birgt. Zudem soll auf dieser Grundlage die Werkstoffstruktur verbessert werden, so dass Schäden nur geringfügigen bis keinen Einfluss auf die Lebensdauer des Bauteils haben.

TUHH - Pressestelle