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Simulation of electrical characteristics of Ceramic Matrix Composites (Bachelorarbeit)

Colmenero, Ovidio (2017) Simulation of electrical characteristics of Ceramic Matrix Composites (Bachelorarbeit). Bachelor's, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V..

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Abstract

Die strukturelle Zustandsüberwachung von Hitzeschutzsystemen von Raumflugzeugen ist von großer Bedeutung, um beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre Ausfälle zu vermeiden. Ein solches System für keramische Faserverbundwerkstoffe wird am Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie des DLR Stuttgart entwickelt, experimentell getestet und in dieser Arbeit numerisch simuliert. Ein Modell für elektrische Simulationen von experimentellen Daten wird für C/C-SiC Proben entwickelt und verwendet. Für die Modellierung der Mikrostruktur wird ein dreistufiges Verfahren zur Bestimmung des spezifischen elektrischen Widerstandes entwickelt, der die Interaktion zwischen allen im Verbundwerkstoff vorhandenen Elementen berücksichtigt. Das numerische Modell wird mit experimentellen Daten validiert und theoretische Simulationen von Experimenten werden durchgeführt. Die entsprechenden Fehlerberechnungen werden durchgeführt, die eine Abweichung von experimentellen und Simulationsdaten von weniger als 20% zeigen. Von experimentellen Daten abgeleitete Theorie, dass sich der Widerstand am Probenrand erhöht und nur ein Teil der Querschnittsfläche der Probe, der sogenannte effektive Querschnitt, vom elektrischen Strom genutzt wird, konnte auch durch Simulationen nachgewiesen werden. Schließlich wird ein Defektdetektionsverfahren simuliert, das zeigt, dass der elektrische Widerstand in jenen Messpfaden nahe einer Schadensstelle zunimmt. Somit wird die Systemzuverlässigkeit in Bezug auf Schadenserkennung in keramischen Faserverbundwerkstoffen bestätigt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/118672/
Document Type:Thesis (Bachelor's)
Title:Simulation of electrical characteristics of Ceramic Matrix Composites (Bachelorarbeit)
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Colmenero, OvidioBT/RSIUNSPECIFIED
Date:July 2017
Refereed publication:Yes
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:72
Status:Published
Keywords:Health Monitoring, Zustandsüberwachung, Simulation elektrischer Widerstand
Institution:Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
Department:Raumfahrt Systemintegration
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Space
HGF - Program Themes:Space Transport
DLR - Research area:Raumfahrt
DLR - Program:R RP - Raumtransport
DLR - Research theme (Project):R - Fligthexperiment Newfex
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Structures and Design
Institute of Structures and Design > Space System Integration
Deposited By: Stäbler, Tina
Deposited On:03 Jul 2018 10:52
Last Modified:03 Jul 2018 10:52

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