(Nicht erschrecken, nur die erste hier ist so nen halbes Buch)
Wie wirken sich Temperatur- und Feuchteänderungen auf eine isoliert betrachtete FKV Einzelschicht aus? Beschreiben Sie ihren qualitativen Verformungszustand.
Unter welchen Belastungsarten reagiert eine FKV-Einzelschicht besonders kritisch auf eine „feucht-heiße“ Umgebung? Was ist Ihre Erklärung dafür?
Erläutern Sie, in welcher Form Temperatur- und Feuchteänderungen in der elastischen Beziehung für einen Mehrschichtverbund (Laminat) berücksichtigt werden.
Erwärmung: Ausdehnung der Matrix i.d.R. stärker als die der Faser
Abkühlung: Zusammenziehen der Matrix i.d.R. stärker als die der Faser
=> Spannungen innerhalb der Schicht.
Feuchtigkeitsaufnahme: Matrix kann Feuchtigkeit aufnehmen, Faser tut das idR nicht (Aramid bis 7%)=> Volumenzunahme Matrix
=> Spannungen
=> Bindung zwischen Matrix-Faser schwächen
=> Risse/Delamination
Insgesamt Krümmung oder Verbiegung der Schicht möglich
- Zugbelastungen: da durch die Dehnung Räume für das Eindringen von Wasser geschaffen werden. Besonders quer zur Faserrichtung, da Matrix weicher
- Schub: weichere, feuchtere Matrix geschwächt, Verschieben der Fasern, Delamination oder Versagen der Grenzschicht
Laminat:
therm Ausdehnungskoeffizient und Feuchteausdehnungskoeff aus allen Schichten zusammen
Wölbung und Verbiegung in Stiffness-Matrix bestimmt
Schichten mit unterschiedlichen Orientierungen kombinieren
Wie kann der Wärmekoeffizient von FVK geändert werden?
Durch Füllstoffe in der Matrix
Unterschiedliche Orientierung der Fasern
What is better - high strain at failure or low?
Welche Werkstoffgruppe ist unter der Bezeichnung CMC bekannt?
Ceramic-Matrix-Composites
Welche Werkstoffe eignen sich für das SPF/DB-Verfahren besonders?
Ti-6Al-4U
Al 2004
Al 5053
AlLi 8090
Al 7475
Welche Werkstoffe eigenen sich für Superplastic Forming besonders?
Werkstoffe, die sich besonders für das SPF-Verfahren eignen, sind solche mit einer feinen Kornstruktur und einer hohen Dehnbarkeit bei erhöhten Temperaturen, wie beispielsweise bestimmte Aluminiumlegierungen und Titanlegierungen.
Welche Luftfahrt-Primärbauteile/-Bauweisen würden Sie in einem vakuum-unterstützten Infusionsverfahren herstellen?
Flügelrippen
Stringer
Fensterrahmen
Welche Kriterien müssen beim Einsatz von Faserverbundwerkstoffen im Automobilbau betrachtet werden? (Nennen Sie 4 Kriterien)
- Herstellungskosten (Serienfertigung)
- Gewichtsreduktion
- Unfalleigenschaften (Energieabsorption)
- Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit und Chemikalien (z.B. Streusalz)
Welche einfachen mechanischen Modelle können für die Längs- bzw. Querbelastung von FKV Einzelschichten bei mikroskopischer Betrachtungsweise herangezogen werden? Machen Sie eine qualitative Festigkeitsabschätzung für eine FKV-Einzelschicht unter Zugbelastung. Machen Sie eine entsprechende Betrachtung für die Druckbelastung.
Joa, war halt leer die Seite hier.
Welche Effekte bzw. Vorteile können durch integrierte Strukturüberwachung erzielt werden?
Direkte Schadenserkennung beinflusst Wartung, - Wartungsintervalle verlängern Kontrolle
Welche drei Bedingungen müssen erfüllt sein, damit ein additiv gefertigtes Bauteil für die Luftfahrt zugelassen werden kann und warum?
Die Komplette Prozesskette muss beherscht werden um AM-Teile für die Luftfahrt zu zulassen.
Konstruktion und Optimierung
Fertigung und Nachbearbeitung
Qualitätssicherung und Lebensdauervorhersage
Ein Bauteil ist nur für ein Material, eine Maschine und eine Einstellung qualifisziert!
Welche Bauteile werden derzeit im SPF/DB-Verfahren hergestellt?
Kühlerauslaskanal Tornado
Hollow titanium blades for jet engines
Fuselage of the McDonnell Douglas F-15E Strike Eagle
Vor- und Nachteile des SPF/DB-Verfahren SuperPlasticForming/Diffusion Bonding
+ Extreme Umformgrade unter Temperatureinwirkung (1000% Dehnung möglich) durch Korngrenzengleitung
+ geringe Fließspannung nötig, komplexe Geometrien realisierbar, geringer Werkstoffeinsatz, kein Springback
- lange Taktzeit, hohe Temperaturen nötig, hohe Werkzeugkosten, nur für bestimmte Legierungen
Nennen und beschreiben Sie zwei wichtige Fertigungsverfahren zur Herstellung hochintegrierter Strukturen.
FRP: Braiding, Stitching, Fiber PlacementAdditive ManufacturingAluminium: Welding, Friction-Stir-Welding
Nennen Sie jeweils zwei Vor- und Nachteile der Integralbauweise gegenüber der Differentialbauweise
Vor-/Nachteile der Integralbauweise gegen Differentialbauweise:
+ Keine Fügeverfahren nötig (Verbinden)+ Geringeres Bauteilgewicht
+ integrieren von Löchern, Aussparungen und co
- Schwierigkeit bei Werkstoffkombination
- Keine partielle Reparatur möglich
Nennen und beschreiben Sie die wichtigsten Systeme zur integrierten Strukturüberwachung(Health-Monitoring). Welche Effekte bzw. Vorteile können durch dieses Prinzip erzielt werden?
Modalanalyse: Veränderung der Eigenfrequenz registriert (Schädigung: EF kleiner)
Piezoelektrische Sensoren: Impact wird registriert, durch Analyse des Signals werden Rückschlüsse über Position und Schädigung gewonnen
Faser-Bragg-Gitter-Sensoren: Messung lokaler Dehnungen, optisches Gitter in Form von Glasfasern, reflektiertes Signal in diesen Glasfasern gibt: Auskunft über die Dehnung
Nennen Sie zwei charakteristische Eigenschaften eines Strukturwerkstoffes und eines Funktionswerkstoffes.
Struktur: Festigkeit, Steifigkeit, Energieaufnahme
Funktion: Elektrische / thermische Leitfähigkeit, Feuerverhalten
Naturfasern Vor- und Nachteile
geringe Dichte (1,4 g/cm^3)
Hohe Energieaufnahme
gute thermische und akustische Isolation
geringere spezifische Festigkeit und E-Modul als E-Glas
hohe Varianz der mechanischen Eigenschaften
Hydrophil
Fasern altern
Nach welchen Kriterien wird die Herstellungsmethode von FRP Bauteilen gewählt?
1. Bauteil Komplexität
2. Bauteil Größe
3. Produktionsumfang
4. Bauteil-Qualität
5. Materialauswahl
Erklären Sie die Bezeichnung „SPF“.
Superplastic Forming - Verfahren zur Umformung von Metallen bei erhöhten Temperaturen und niedrigen Verformungsgeschwindigkeiten.
Erklären Sie das SPF/DB-Verfahren
Superplastische Umformung und Diffusionsbonding
Erklären Sie das SPF-Matrizenverfahren und nennen Sie einen Nachteil dieses Verfahrens.
Beim SPF-Matrizenverfahren wird das Werkstück zwischen einer negativ geformten Matrize und einer positiv geformten Form platziert und bei erhöhten Temperaturen in einem Ofen erwärmt. Durch den internen Druck, der durch ein inertes Gas wie Argon erzeugt wird, und die Dehnbarkeit des Werkstoffs wird das Material in die gewünschte Form gedehnt und umgeformt.
Nachteil des SPF-Verfahrens: ungleichmäßiger Dehnung und lange Zykluszeiten (2 Min. bis 2 h)
DOC
Direct operation costs
Die vier Paradoxa fester Materialien
Paradoxon des Festmaterials: Reale Festigkeit ist immer geringer als die theoretisch berechnete
Paradoxon der Faser: Material in Faserform hat immer höhere Festigkeit als selbes Material in anderer Form (Fehlerhäufigkeit geringer)
Paradoxon der Einspannung: je geringer die Klemmlänge desto höher die Festigkeit (in Matrix: Klemmlänge tendiert zu Null)
Paradoxon des Verbunds: FVK trägt Last, größer als MaxLast des Schwächeren und Stärkerer Werkstoff trägt im Verbund mehr als allein belastet.
BVID
Barely visible impact damage
Beschreiben oder skizzieren Sie den Schubspannungsverlauf in der Klebefuge einer zweischnittigen, symmetrischen Klebeverbindung in Abhängigkeit von der Überlappungslänge.Welche wichtige Erkenntnis lässt sich daraus ableiten?
Beschreiben oder skizzieren Sie das „Shear lag“-Modell zur vereinfachten Berechnung von zweischnittigen Klebeverbindungen.
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Zuletzt geändertvor 14 Tagen
