Auslegung und mechanischer Test von C/C-SiC Retroreflektorgehäusen (Bachelorarbeit)

Kurzfassung

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Herstellung von Retroreflektorge-häusen aus C/C-SiC und der Untersuchung der möglichen Vorteile der Verwendung dieser. Dafür werden Bauteile aus C/C-SiC hergestellt, mechanisch getestet und mittels FEM-Simulationen untersucht. Für die mechanische Untersuchung werden zwei Komponenten des Retroreflektorgehäuses, der Gewindering und die Hülse, mittels des Flüssigsilicierverfahrens mit verschiedenen Fa-serarchitekturen und verschiedenen Fertigungsverfahren hergestellt. Um Erkenntnisse über die Festigkeit dieser Bauteile und die Verbindung zwischen diesen Bauteilen zu gewinnen, kom-men Zugversuche zum Einsatz. In dem ersten Teil der FEM-Simulationen wird das Spannungs- und Verformungsverhalten des Retroreflektors aufgrund einer thermo-mechanischen Last ermittelt, welche während der Betriebszeit des Retroreflektors auftritt. Für die Untersuchung der Vorteile von C/C-SiC wer-den drei Modelle mit verschiedenen Materialien erstellt. In dem zweiten Teil der FEM-Simulationen wird der reale Zugversuch numerisch simuliert. Durch die Simulation des Zugversuches, werden die Spannungsverteilung und die kritischen Stellen an den Bauteilen ermittelt.   This bachelor thesis describes the manufacturing of retroreflector housings using C/C-SiC and the exploration and investigation of potential advantages of their application. For this, C/C- SiC components are produced, then subjected to mechanical testing and finally analyzed through FEM-Simulations. The mechanical examination involves the production of two components, the threaded ring and the casing, using the liquid silicon infiltration process with differing fiber architectures and manufacturing processes. Tensile tests are employed to gain insights into the strength of these components and their interconnection. In the first part of the FEM-Simulations the stress and the deformation behavior of the retroreflector is simulated based on thermo-mechanical loads occurring during its operation. To investigate the benefits of C/C-SiC three models of differing materials are created. The second part of the FEM-Simulations numerically simulates the real tensile test, identify-ing stress distribution and critical areas on the components.