Ingenieurkammer Niedersachsen: Neues Sachgebiet "Tragkonstruktionen aus Faserverbunden"

Moderne Tragkonstruktionen, die ein besonders geringes Gewicht haben sollen, werden zunehmend aus Faserverbunden hergestellt.

Tragkonstruktionen im Flugzeugflügel aus Kohlenstofffaserverbundstoffen // Bild: ©DLR CC-BY 3.0

Die Ingenieurkammer Niedersachsen bestellt und vereidigt Sachverständige in ingenieurtechnischen Bereichen – und dies seit über 20 Jahren. Über 140 von der Ingenieurkammer Niedersachsen öffentlich bestellte und vereidigte Sachverständige sind als Experten aus allen Sach- und Fachgebieten gefragt. Gerichte, öffentliche Einrichtungen und Verbraucher können somit auf breit gefächertes Know-How zurückgreifen.

Technologischer Fortschritt und die zunehmende Diversifizierung haben Einfluss auf die Zunahme an Bestellungsgebieten. Die Ingenieurkammer hat nun erstmals eine öffentliche Bestellung und Vereidigung für das neue Sachgebiet „Tragkonstruktionen aus Faserverbunden“ vornehmen können. Dessen Inhalte beschreibt der in diesem Sachgebiet öffentlich bestellte und vereidigte Sachverständige Prof. Dr. Richard Degenhardt wie folgt:

Moderne Tragkonstruktionen, bei denen es zum Beispiel auf besonders geringes Gewicht ankommt, werden in den verschiedensten Bereichen des Ingenieurbaus (Luft- und Raumfahrt, Schiffsbau, Automobil, Windenergie, Sportgeräte, aber auch im Bauwesen) trotz höherer Kosten zunehmend aus Faserverbunden hergestellt. Diese Materialien bestehen im Allgemeinen aus dünnen, aber hochfesten Fasern (z.B. Kohlenstofffasern, Glasfasern oder Naturfasern), welche in ein den Werkstoff stabilisierendes Matrixmaterial (z.B. Polymer oder Metall) eingebettet sind. Im Unterschied zu klassischen Verbundwerkstoffen, wie zum Beispiel Stahlbeton, wird mit der Einführung extrem dünner Fasern der Effekt der spezifischen Festigkeit deutlich stärker genutzt. Verglichen mit isotropen Werkstoffen wie Stahl oder Aluminium weisen Faserverbunde um ein Vielfaches höhere spezifische Festigkeiten und Steifigkeiten auf. Das kann besonders gut ausgenutzt werden, wenn Fasern den Kraftpfaden angepasst sind.

Weitere Vorteile dieses Werkstoffs sind höheres Ermüdungsverhalten, bessere Strukturdämpfung, geringere Wärmeleitung oder höhere Korrosionsbeständigkeit. Moderne Konstruktionen werden zusätzlich mit Sensoren und Aktuatoren versehen, welche dem Werkstoff weitere Funktionen verleihen. Sie ermöglichen es, Strukturen in Schwingungen zu versetzen, um dadurch Vibrationen und Lärm aus der Belastung zu reduzieren. Die Sensoren können darüber hinaus durch Senden und Empfangen von Lamb-Wellen als ein Structural Health Monitoring System eingesetzt werden, um Schädigungen eigenständig zu erkennen.

Des Weiteren können sich die Faserverbunde durch die Einbringung von synthetisch hergestellten Partikeln sogar begrenzt selbst heilen, da die Partikel im Fall eines Risses auslaufen und diesen so reparieren. Demgegenüber ist das Versagensverhalten der Faserverbunde komplexer. Sie sind empfindlicher gegenüber Aufprallschäden und das Recycling ist kostenintensiver. Eine Optimierung und Dimensionierung solcher Konstruktionen ist aufwendiger. Bei einem möglichen Einsatz dieses Werkstoffs müssen deshalb die Vorund Nachteile genau gegeneinander abgewogen werden.

Das neue Sachgebiet „Tragkonstruktionen aus Faserverbunden“ umfasst die Bewertung und Prüfung der Gebrauchstauglichkeit von neuen, geschädigten, reparierten oder verstärkten Tragkonstruktionen aus Faserverbunden.

Kontakt

Für Rückfragen steht Ihnen der Autor gern zur Verfügung.

Prof. Dr.-Ing. Richard Degenhardt
E-Mail: richard.degenhardt@dlr.de oder degenhardt@pfh.de

 Montag, 18 Juni, 2018  10:36 [156 days]
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