Laufende Forschungsprojekte
Entwicklung von neuartigen, bautechnischen Systemen zum Schutz vor hochfrequenten, elektromagnetischen Feldern und ionisierender Strahlung unter Verwendung einer neuen Generation Absorberplatten
| Fördermittelgeber: |
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) |
| Projektträger: |
AiF Projekt GmbH, ZIM-Kooperationsprojekte |
| Projektleitung: |
Dr. rer. nat. Gerd Teichert |
| Partner: |
OBB Beton und Bau GmbH, Rudolstadt
Makosa Maler Korrosionschutz und Sanierungsgesellschaft mbH, Saalfeld/Saale |
| Laufzeit: |
09/2019 - 08/2021 |
Kurzfassung
Ziel des Projektes ist eine neues Abschirmsystem auf der Basis einer neuen Generation von Absorberplatten, welche die gleichzeitige Schwächung hochfrequenter, elektromagnetischer Felder als auch ionisierender Strahlung (Röntgen- und Gammstrahlung) gestattet. Ionisierende Strahlung in Form von Teilchenstrahlung ist nicht Gegenstand der Entwicklung. Die zu entwickelnden Absorberplatten sind ein Verbundwerkstoff aus Beton und ferri- bzw. ferromagnetischen Zuschlagstoffen. Der Einsatz weiterer Zuschlagstoffe zur Verbesserung der Zielkennwerte ist zu prüfen. Zur Realisierung der notwendigen physikalischen Effekte sollen primär industrielle Abfallprodukte (z. B. Eisenhüttenschlacken) eingesetzt werden. Die Entwicklung der Werkstoffsysteme für Absorberplatten und Fugenmaterial erfolgt auf der Basis werkstoffphysikalischer Betrachtungen der Wechselwirkung Strahlung/Materie sowie umfassender Werkstoffanalytik und Werkstoffcharakterisierung. Fragen der Betontechnologie, der Montagesysteme für die Absorberplatten usw. sind primär Gegenstand der Arbeit der Projektpartner.
Abgeschlossene Forschungsprojekte
Entwicklung und Bau eines Prüfsystems zur Untersuchung des zyklischen mehrachsigen Verhaltens höchstfester anisotroper Werkstoffzustände - Multiax
Kurzfassung
Komplexe Materialgesetze für die Prognose des Verhaltens neuer Materialien, wie Faserverbundwerkstoffe oder Werkstoffe mit optimierten Mikrostrukturen, benötigen Eingangsparameter, die aus experimentellen Untersuchungen ermittelt werden müssen. Im Rahmen eines vom Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft in den nächsten 15 Monaten geförderten Projekts werden die Entwicklung neuer experimenteller Verfahren zur Bestimmung von Werkstoffkennwerten unter mehrachsigen Beanspruchungen, insbesondere unter Grenzzuständen, gefördert.
Durch die Vielzahl möglicher räumlicher und zeitlicher Beanspruchungskombinationen bei mehrachsiger Belastung kann das auf mikrostrukturelle Vorgänge zurückzuführende Schädigungsverhalten der Werkstoffe gegenüber einachsiger Belastung einschneidend verändert werden. Dieses Forschungsvorhaben schafft die Möglichkeiten zur experimentellen Abbildung und Beschreibung derartiger Schädigungsabläufe, wie sie für eine Vielzahl von Konstruktionswerkstoffen interessant sind. Aufbauend auf den Forschungskompetenzen werden zunächst höchstfeste Werkstoffzustände mit anisotropen Eigenschaften im Mittelpunkt stehen. Die Erweiterung der Prüfmöglichkeiten ist Voraussetzung für die Bearbeitung weiterer Forschungsthemen zur Werkstoffoptimierung und Vorhersage des Schädigungsverhaltens eines breiten Werkstoffspektrums unter mehrachsiger Beanspruchung.
Das Projekt ist Teil des MFPA-Forschungsschwerpunkts „Materialmodellierung und –simulation“, in dem neue Multiskalenmodelle zur Prognose des Werkstoff- und Bauteilverhaltens und Verfahren zur System- und Parameteridentifikation entwickelt werden.
Entwicklung von Komponenten für 25.000 bar Autofrettageanlagen (Verbundvorhaben)
Teilprojekt MFPA
Untersuchung der Werkstoffanforderungen und der Autofrettagedauer für 25kbar-Bauteile sowie Entwicklung Dauerlaufprüfstand für 25kbar-Bauteile
Ergebnis
Die MFPA Weimar verfügt aktuell über eine Anlage zur Erzeugung von 25.000 bar Autofrettagedruck und konnte das Verbundprojekt zusammen mit den Forschungspartnern Maximator GmbH und Siegert Thinfilm Technology GmbH erfolgreich abschließen.
Pressemitteilung:
Kurzfassung
Für die Realisierung von 25.000 bar Höchstdruck wurde ein tragfähiges Anlagenkonzept erarbeitet. Die höchstfesten Werkstoffe und ein geeignetes Höchstdruckmedium wurden gefunden und die Verträglichkeit nachgewiesen. Dichtungskonzepte wurden erarbeitet und qualifiziert. Werkstoffdaten der verwendeten hochfesten Werkstoffe wurden in Schwingfestigkeitsversuchen ermittelt. Es wurde experimentell nachgewiesen, dass unterschiedliche Haltezeiten bei der Autofrettage keinen Einfluss auf die Bauteilschwingfestigkeit haben.
25kbar-Bauteile wurden konstruiert, numerisch berechnet und bewertet. Anschlusslösungen für Höchstdruckverbindungen wurden entwickelt und umgesetzt. Der Dauerlaufprüfstand mit Antriebs-, Druckübersetzer-, Dicht-, Medium-, Regelungs-, Mess- und Sicherheitskonzept wurde konstruktiv entwickelt und umgesetzt. Der wiederholte Druckaufbau von 25.000 bar wurde nachgewiesen. Im Höchstdruckbereich über 20.000 bar wurde die Lebensdauer von 25kbar-Anlagenkomponenten untersucht.
