Erosions- und Schwingungsverhalten faserverstärkter rotierender Bauteile
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Description
Erosions- und Schwingungsverhalten faserverstärkter rotierender Bauteile
FKM 1995
Heft Nummer 202
Vorhaben Nr. 161
Kurzfassung:
Es konnte anhand von ausführlichen FE- Rechungen gezeigt werden, dass sich Verbundwerkstoffe zum Bau von Kompressorschaufeln besonders gut eignen. und in der Lage sind, deren Gewicht drastisch zu reduzieren. Die beschriebene Anbindung mit dem Keilfuß kann auf kleinem Raum große Kräfte übertragen und eignet sich deshalb besonders für Substitutionslösungen. Die vorgestellte Schaufel bietet genügend Sicherheitsreserven für eine Vergrößerung der Blattlänge. Auf diese Weise lassen sich größere Massenströme in der Turbine realisieren. Eine als Doppelschichtsystem ausgeführte Erosionsschutzschicht erhöht den Erosionswiderstand eines Bauteils aus CFK um ein bis zwei Größenordnungen gegenüber dem eines ungeschützten Bauteils. Durch das Doppelschichtsystem wird ein ausreichender Erosionswiderstai1d im gesamten Winkel bereich gewährleistet. Die experimentellen Ergebnisse an Laborproben korrelieren mit der theoretischen Abschätzung zum Verhalten des Doppelschichtsystems. Alternativ aufgebrachte, galvanisch abgeschiedene Nickelschichten ermöglichen die Nutzung des Doppelschicht- systems auch für geometrisch komplizierte Bauteile. Für einen breiten Einsatz von Faserverbundwerkstoffen im Maschinenbau, über den vorgegebenen Anwendungsfall einer Verdichterschaufel hinausgehend, sind weiterführende Arbeiten für die Aufnahme einer Serienproduktion bzw. der übertragbarkeit auf andere Bauteile erforderlich. Berichtsumfang:
67 S. einschI. Tabellen und Bilder, 63 Lit Beginn der Arbeiten:
01.11.1991 Ende der Arbeiten:
31.05.1994 Zuschussgeber:
BMWi/AIF-Nr.428D Forschungsstellen:
Universität Kaiserslautern Institut für Verbundwerkstoffe GmbH Tel.: (0631) 2017-102, -302 Erwin Schrödinger Straße 67663 Kaiserslautern Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Außensteile Merseburg Institut für Werkstoffwissenschaft Tel.: (03461) 46-2777, -2760 Geusaer Straße 06217 Merseburg Bearbeiter:
Prof. Dr.-lng. M. Maier unter Mitarbeit von Dipl.-lng. K.v. Diest und Dipl.-lng. C. Ehlers (Kaiserslautern) Prof. Dr. rer. nat habil. W. Grellmann unter Mitarbeit von Dipl.-Phys. R. Steiner Prof. Dr.-lng. habil. G. Leps unter Mitarbeit von Dr.-lng. J. Ding Prof. Dr.-lng. habil. em. W. Pfefferkorn unter Mitarbeit von Dipl.-lng.l. Kotter und Dipl.-lng. E. Allert (Merseburg) Obmann des Vorhabens:
Dr. rer. nat. A. Demarmeis, ABB Baden Dättwil Vorsitzender des Beirates:
Prof. Dr.-lng. H. Kipphan Heidelberger Druckmaschinen AG, Heidelberg ~
Heft Nummer 202
Vorhaben Nr. 161
Kurzfassung:
Es konnte anhand von ausführlichen FE- Rechungen gezeigt werden, dass sich Verbundwerkstoffe zum Bau von Kompressorschaufeln besonders gut eignen. und in der Lage sind, deren Gewicht drastisch zu reduzieren. Die beschriebene Anbindung mit dem Keilfuß kann auf kleinem Raum große Kräfte übertragen und eignet sich deshalb besonders für Substitutionslösungen. Die vorgestellte Schaufel bietet genügend Sicherheitsreserven für eine Vergrößerung der Blattlänge. Auf diese Weise lassen sich größere Massenströme in der Turbine realisieren. Eine als Doppelschichtsystem ausgeführte Erosionsschutzschicht erhöht den Erosionswiderstand eines Bauteils aus CFK um ein bis zwei Größenordnungen gegenüber dem eines ungeschützten Bauteils. Durch das Doppelschichtsystem wird ein ausreichender Erosionswiderstai1d im gesamten Winkel bereich gewährleistet. Die experimentellen Ergebnisse an Laborproben korrelieren mit der theoretischen Abschätzung zum Verhalten des Doppelschichtsystems. Alternativ aufgebrachte, galvanisch abgeschiedene Nickelschichten ermöglichen die Nutzung des Doppelschicht- systems auch für geometrisch komplizierte Bauteile. Für einen breiten Einsatz von Faserverbundwerkstoffen im Maschinenbau, über den vorgegebenen Anwendungsfall einer Verdichterschaufel hinausgehend, sind weiterführende Arbeiten für die Aufnahme einer Serienproduktion bzw. der übertragbarkeit auf andere Bauteile erforderlich. Berichtsumfang:
67 S. einschI. Tabellen und Bilder, 63 Lit Beginn der Arbeiten:
01.11.1991 Ende der Arbeiten:
31.05.1994 Zuschussgeber:
BMWi/AIF-Nr.428D Forschungsstellen:
Universität Kaiserslautern Institut für Verbundwerkstoffe GmbH Tel.: (0631) 2017-102, -302 Erwin Schrödinger Straße 67663 Kaiserslautern Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Außensteile Merseburg Institut für Werkstoffwissenschaft Tel.: (03461) 46-2777, -2760 Geusaer Straße 06217 Merseburg Bearbeiter:
Prof. Dr.-lng. M. Maier unter Mitarbeit von Dipl.-lng. K.v. Diest und Dipl.-lng. C. Ehlers (Kaiserslautern) Prof. Dr. rer. nat habil. W. Grellmann unter Mitarbeit von Dipl.-Phys. R. Steiner Prof. Dr.-lng. habil. G. Leps unter Mitarbeit von Dr.-lng. J. Ding Prof. Dr.-lng. habil. em. W. Pfefferkorn unter Mitarbeit von Dipl.-lng.l. Kotter und Dipl.-lng. E. Allert (Merseburg) Obmann des Vorhabens:
Dr. rer. nat. A. Demarmeis, ABB Baden Dättwil Vorsitzender des Beirates:
Prof. Dr.-lng. H. Kipphan Heidelberger Druckmaschinen AG, Heidelberg ~
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