TY - CHAP A1 - Czichos, Horst A1 - Skrotzki, Birgit ED - Hennecke, Manfred ED - Skrotzki, Birgit T1 - Anforderungen, Eigenschaften und Verhalten von Werkstoffen N2 - Die Eigenschaften verschiedener Werkstoffe werden behandelt und typische Werkstoffkennwerte angegeben. Es werden Arten der Beanspruchung von Bauteilen und Werkstoffen vorgestellt, die diese in technischen Anwendungen unterworfen sind. Im Betrieb von Bauteilen kann Materialschädigung und unter Umständen auch Versagen eintreten. Mögliche Mechanismen und Ursachen werden erläutert und Einblicke in die Methodik der Schadensanalyse gegeben. KW - Beanspruchung KW - Werkstoffkennwerte KW - Mechanische Eigenschaften KW - Thermophysikalische Eigenschaften KW - Schadenskunde KW - Alterung KW - Bruch KW - Korrosion KW - Tribologie KW - Werkstoffauswahl PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-662-57492-8_29-1 SP - 1 EP - 45 PB - Springer-Verlag GmbH Deutschland AN - OPUS4-51286 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker T1 - Roving-Alterung und mechanische Eigenschaften N2 - Im statistischen Mittel steht eine Windkraftanlage (WKA) in Deutschland alle 6 Jahre wegen eines Schadens an den Rotorblättern und verursacht Kosten von 20k€-40k€ infolge Ertragsausfall und Reparaturkosten. Bei über 30.000 WKA in Deutschland verursacht dies jährlichen Kosten von 100-200 Mio. €. Zu 70% sind die Ursachen Fertigungsfehler. Diesem Themenkomplex widmet sich FB-5.3 in Kooperation mit FBs der Zerstörungsfreien Prüfung (Abt. 8) schon seit Jahren. Im aktuellen Projekt geht es um einen vorzeitigen Verschleiß der Rotorblätter infolge der Verwendung gealterter Glasfaser-Rovings. (GF). Die Entwicklung moderner Windkraftanlagen hatte in Europa seinen Ursprung in den 90er Jahren. OEMs und GF-Hersteller waren dicht beisammen. Die Globalisierung des Marktes führt heute zu einer weltweiten Verschiffung der GF in feucht-warmen Containern. Je nach Beschaffenheit (Chemie) der Schlichten (Oberflächenbehandlung) von GF können diese stark altern (Hydrolyse-Effekte) und die Festigkeit kann im Bauteil um bis zu 50% abgemindert sein. In einer Kooperation mit der Rotorblattallianz, einem Zusammenschluss der OEMs, Halbzeugherstellern und Forschungsinstituten, wurden schon vor 5 Jahren in einem Forschungsprojekt (FB-5.3; VH 5538) die chemischen Mechanismen der Alterung exemplarisch für eine Glasfaser-Roving-Type aufgeklärt. Im aktuellen Projekt (FB-5.3; VH 5304) wird ein beschleunigtes Alterungsverfahren (erhöhte Temperatur und Feuchte) am Roving im un-impregnierten Zustand entwickelt und die Festigkeit nachfolgend nach Einbettung in eine Epoxid-Harz-Matrix bestimmt. Je nach Alterungszustand zeigt sich eine Abnahme der Zwischenfaserbruchfestigkeit von bis zu 50%. Nicht alle Glasfaser-Roving-Typen zeigen diesen Effekt. Es ist gelungen für OEMs und Halbzeughersteller ein handhabbares Verfahren zur innerbetrieblichen Qualitätssicherung zu entwickeln, da die wenigsten Firmen über komplexe Analyseverfahren, wie an der BAM, verfügen. T2 - Composite United - AG Faserverbund in der Windenergie CY - Braunschweig, Germany DA - 09.05.2023 KW - Faserkunststoffverbunde KW - Windenergie KW - Alterung PY - 2023 AN - OPUS4-58409 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker T1 - Glasfaser-Halbzeuge im Anwendungsbereich der CS 22 - Drapieren, Altern, Schwingfestigkeit N2 - Glasfaserkunststoff – GFK – wurde im Segelflugzeugbau mit der FS 24 „Phönix“ seit 1957 in tragenden Strukturen verbaut. Auch wenn in moderneren Luftfahrzeugen Carbon-Faser-Kunststoff – CFK – das GFK in weiten Teilen der Flugzeugstruktur zur Gewichtseinsparung und wegen der höheren Steifigkeit verdrängt hat, so findet sich GFK heute noch im Holm-Steg und anderen hoch belasteten Strukturbauteilen. Nach dem Motto „höher, schneller, weiter“, wurden die Glasfaser-Textilien mit Haftvermittlern (Schlichte / Finish) versehen, um eine gute Anbindung zwischen der Glasfaser und der Epoxid-Harz-Matrix zu bekommen. Hierzu wurden zunächst Chrom-Verbindungen eingesetzt, die seit der Einführung der REACH-Verordnung 2007 bezüglich der Umweltbelastung problematisch sind. Infolgedessen haben die Hersteller der Glasfaser-Textilien alternative Schlichte- / Finish- Systeme entwickelt, die den „Alten“ in den Gebrauchseigenschaften vergleichbar sein sollten. Hinsichtlich der nach RHV geforderten Schwingfestigkeit war es 2004 erforderlich, den Vorgabewert von 1985 moderat abzusenken, damit die neuen Halbzeuge für den Einsatz im Segelflugzeugbau zugelassen werden konnten. Zudem verschlechterte sich teilweise die Drapier-Fähigkeit der neuen Glasfasergewebe, auch wenn die Schwingfestigkeit ausreichend gut war. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde Anfang 2024 an der BAM im Fachbereich 5.3 – Polymere Verbundwerkstoffe – vergleichend fünf im Markt verwendete Glasfaser-Textilien hinsichtlich der Drapier-Fähigkeit untersucht. Zudem wurden die Halbzeuge bei einer erhöhten Luftfeuchtigkeit und Temperatur ausgelagert und dann zu GFK-Proben verarbeitet. Schließlich wurden „as received“ Proben und gealterte +/-45°-Proben nach RHV schwingend beansprucht. Im Rahmen dieses Vortrags wurde das Projekt sowie die Ergebnisse erstmal der Leichtflugzeugindustrie vorgestellt. T2 - 48. Symposium für Flugzeugentwicklung 2024 CY - Braunschweig, Germany DA - 14.11.2024 KW - Faserkunststoffverbunde KW - Flugzeugbau KW - Alterung PY - 2024 AN - OPUS4-62182 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -