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MECHANICAL CHARACTERISATION AND FEM SIMULATION OF CMC TUBES

Semmenlroggen, Jens and Shi, Yuan (2018) MECHANICAL CHARACTERISATION AND FEM SIMULATION OF CMC TUBES. Master's, Universität Stuttgart.

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Abstract

Durch die Verwendung von Faserkeramiken (CMCs) in Flugzeugtriebwerken lassen sich im Vergleich mit herkömmlichen metallischen Legierungen Gewichts- und Treibstoffeinsparungen erreichen. Die Vorteile dieser Werkstoffe machen sie nicht nur im Bereich der Luftfahrt, sondern auch in anderen Bereichen wie der Energietechnik, beispielsweise für die Anwendung als zukünftige Brennstoffhüllen, interessant. Diese Arbeit beschäftigt sich mit einem uniaxialen Innendruckversuch für ein oxidisches CMC-Material. Um die Testvorrichtung zu validieren, wird zunächst ein Vorversuch mithilfe eines Aluminiumrohres durchgeführt. Die daraus ermittelte Steifigkeit, die sich aus dem Vorversuch ergab, stimmt dabei sehr gut mit dem Literaturwert überein. Unter Verwendung des oxidischen Materials werden allerdings anormale Fest- und Steifigkeitswerte festgestellt, die eventuell auf eine Fehlstelle innerhalb des Materials zurückgeführt werden können. Des Weiteren wird innerhalb dieser Arbeit eine Vorrichtung für einen HochtemperaturZugversuch von CMC-Rohren konstruiert und mithilfe einer stationären FEM-Simulation optimiert. Dabei wird die in der Versuchsvorrichtung verwendete Lasteinleitung über eine Klebverbindung realisiert, um die Last der Prüfmaschine auf die Probe zu übertragen. Zur Reduzierung des Wärmeeinflusses auf die Klebverbindung wird eine Wasserkühlung in der Versuchsvorrichtung verwendet. In Bezug auf die Machbarkeit des Testaufbaus werden dabei die Klebstofftemperaturen aus den numerischen thermischen Analysen berücksichtigt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/126058/
Document Type:Thesis (Master's)
Title:MECHANICAL CHARACTERISATION AND FEM SIMULATION OF CMC TUBES
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Semmenlroggen, JensUniversität StuttgartUNSPECIFIED
Shi, Yuanyuan.shi (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:2018
Refereed publication:Yes
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:93
Status:Published
Keywords:mechanische Charakterisierung, Simulation, CMC, Rohr
Institution:Universität Stuttgart
Department:Institut für Flugzeugbau
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:air traffic management and operations
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L AO - Air Traffic Management and Operation
DLR - Research theme (Project):L - Air Traffic Concepts and Operation
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Structures and Design > Ceramic Composite Structures
Deposited By: Shi, Yuan
Deposited On:21 Jan 2019 10:44
Last Modified:21 Jan 2019 10:44

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