Schädigungsverhalten von Heizstrukturen aus Faserverbundwerkstoffen - Untersuchung

Das DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik hat die Expertise für den Entwurf und die Realisierung anpassungsfähiger, effizienter Faserverbundstrukturen und Leichtbausysteme. Die Forschung dient der Gewichtsminimierung tragender Strukturen, der Verbesserung der Kosteneffizienz in Herstellung und Betrieb, der Maximierung der in die Struktur integrierten Funktionalität, der Komfortsteigerung und der Erhöhung der Umweltverträglichkeit.

In einem Forschungsprojekt soll der Treibstoffbedarf von Flugzeugen durch eine Verringerung des Luftwiderstandes reduziert werden. Großes Potential hat die Laminarhaltung der Strömung an Flügeln und Leitwerken. In einem Teilprojekt soll ein strukturintegriertes, elektrothermisches Anti-Icing System für die Flügelvorderkante eines Laminarflügels aus Faserverbundwerkstoff entwickelt werden.

Die integrierte Heizstruktur besteht, ebenso wie die Struktur, aus Kohlefaserverbundwerkstoff. Bisherige Arbeiten beschäftigten sich vor allem mit der Materialauswahl für die Heizstruktur sowie mit dessen Kontaktierung. Weitere Arbeiten beschäftigen sich mit der Integration von Sensoren und der Regelung des Systems. Später muss das Design der Heizstruktur an die Flügelform angepasst werden. Der Anwendungsfall erfordert jedoch zunächst Kenntnis über die Robustheit des Heizsystems und das Heizverhalten im Schädigungsfall. Dies soll auf Coupon-Ebene schrittweise untersucht werden. Zunächst werden dazu eindimensionale, später zweidimensionale Fehler gezielt in die Heizlage eingebracht und der Einfluss von Ort und Größe untersucht. Verschiedene Heizlagenmaterialien werden getestet und für den Anwendungsfall bewertet.

Je nach Umfang der Studien- oder Abschlussarbeit und Interesse der oder des Studierenden, werden die Proben entweder im Vorfeld vom DLR hergestellt, oder können von der oder dem Studierenden selbst gefertigt werden. Nach der theoretischen Einarbeitung in das Thema werden Messungen zum Aufheizverhalten der Kohlefaserheizstruktur durchgeführt. Des Weiteren können Schliffbilduntersuchungen des Laminats gemacht werden. Die Ergebnisse werden in einem Abschlussbericht bzw. in der Bachelorarbeit dargestellt, ausgewertet und zusammengefasst.

Die Arbeit wird folgende Punkte umfassen:
• Einarbeitung in den theoretischen Hintergrund durch Literaturrecherche
• Durchführung der Heizversuche
• optional: Probenfertigung, Schliffbildanalyse
• ausführliche Beschreibung, Auswertung und Zusammenfassung der Ergebnisse in einem schriftlichen Abschlussbericht bzw. einer schriftlichen Abschlussarbeit

Die Arbeit wird am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) am Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik in Braunschweig durchgeführt. Für Planung, Analyse, Fertigung, Tests und Dokumentation können die Labore, Werkzeuge, Einrichtungen, Programme und Computer am DLR genutzt werden. Die Betreuung des Instituts für Faserverbundleichtbau und Adaptronik umfasst die thematische Beratung und Unterstützung sowie Hilfe beim Erlernen einer wissenschaftlichen Arbeitsweise in Theorie und Praxis.

Weitere Informationen

Unternehmen

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.

Bereich/Abteilung

DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik

Abschlussart

Bachelorarbeit / Masterarbeit / Diplomarbeit

Branche

Feinmechanik und Optik

Anforderungen

• laufendes Studium Maschinenbau, Mechatronik, Elektrotechnik oder einem vergleichbaren naturwissenschaftlichen Studiengang
• Grundlagenwissen über Faserverbundwerkstoffe
• strukturiertes und selbstständiges Arbeiten
• Spaß am experimentellen Arbeiten
• gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Zusatzinformationen

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