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Lebensdaueranalyse fur Klebverbindungen in grossen FKV-Strukturen mit variierenden Klebschichtdicken

机译:具有不同粘接层厚度的大型FRP结构中粘接接头的使用寿命分析

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摘要

Beim Kleben von Faserkunststoffverbund- (FKV-) Grossstrukturen, wie beispielsweise im Windenergieanalagenoder Schiffsbau, werden diese auf Lebensdauern >20 Jahre ausgelegt. Bei der Berechnung und Dimensionierung der Klebverbindungen wird zumeist von fehlerfreien Klebverbindungen ausgegangen. In der Anwendung zeigen Klebverbindungen allerdings fertigungsbedingte Imperfektionen (z. B. Klebschichtdickenschwankungen und undefinierte Randgeometrien), welche die Lebensdauer negativ beeinflussen konnen. Dies fuhrt zu Uberdimensionierungen in der Auslegung bzw. verminderter Betriebszeit. Um Aussagen uber die Auswirkungen dieser potentiellen Fehlstellen treffen zu konnen, werden die Imperfektionen messtechnisch erfasst, analysiert und klassiert. Die Analyse der Klebschichtdickenschwankungen zeigt, dass ein Grossteil der Messpunkte knapp unterhalb der angestrebten Klebschichtdicke liegt, aber auch grossere Abweichungen von bis zu +15 mm auftreten. Die Untersuchungen an den undefinierten Randgeometrien zeigen, dass diese anhand ihrer Geometrie in 4 Klassen unterteilt werden konnen. Mit Hilfe der Erkenntnisse aus den Analysen werden Moglichkeiten abgeleitet, um die unterschiedlichen Imperfektionen moglichst realitatsnah und reproduzierbar in Coupon-Proben umzusetzen. Die Auswirkungen der Fehlstellen auf die mechanischen Eigenschaften der Klebverbindungen sollen anschliessend in statischen und dynamischen Versuchen untersucht werden.
机译:在粘接大型纤维增强塑料复合材料 (FRP) 结构时,例如风力涡轮机或造船中使用的结构,它们的使用寿命为 >20 年。在计算和确定粘接接头的尺寸时,通常假设粘接接头是无误差的。然而,在应用中,胶粘剂接头会出现与生产相关的缺陷(例如胶层厚度波动和不确定的边缘几何形状),这可能会对使用寿命产生负面影响。这会导致设计尺寸过大或运行时间缩短。为了能够对这些潜在缺陷的影响做出陈述,对缺陷进行测量、分析和分类。对胶层厚度波动的分析表明,大多数测量点都刚好低于目标胶层厚度,但也会出现高达 +15 mm 的较大偏差。对未定义边界几何的研究表明,根据其几何形状,它们可以分为 4 类。在分析结果的帮助下,可以得出尽可能真实和可重复地实现试样样品中不同缺陷的可能性。然后,将在静态和动态测试中研究缺陷对粘合接头机械性能的影响。

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