Computertomograph
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Computertomograph wurde zum Großteil für die Arbeiten im SFB 880 "Grundlagen des Hochauftriebs künftiger Verkehrsflugzeuge" genutzt. Ein Schwerpunkt im SFB 880 ist die Minderung des Strömungslärms von Verkehrsflugzeugen durch den Einsatz poröser Oberflächen. Das Teilprojekt A4, für das der Computertomograph beschafft wurde, befasst sich mit der Herstellung und Charakterierung der porösen Materialien. Die porösen Materialien werden mit Hilfe des Computertomographen strukturell charakterisiert und die erzeugten dreidimensionalen Materialmodelle werden in den beteiligten Teilprojekten für die Modellierung der Wechselwirkung zwischen Strömung und poröser Struktur verwendet. Neben der strukturellen Charakterisierung ist die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften der porösen Materialien ein wichtiger Forschungsschwerpunkt. Von besonderem Interesse sind dabei die Versagensmechanismen. Hier wird der Computertomograph eingesetzt, um Materialschädigung zerstörungsfrei zu detektieren. Dadurch ist es möglich, in unterbrochenen Zugversuchen die Schädigungsentwicklung zu verfolgen. Neben den porösen Materialien werden im SFB 880 auch Faserverbundstrukturen für konturvariable Flügel-Vorderkantenstrukturen untersucht. Hier wurde der Computertomograph eingesetzt, um den dreidimensionalen Aufbau der glasfaserverstärkten Kunststoffe und die Schädigung nach mechanischer Beanspruchung zu analysieren. Neben dem SFB 880 wurde der Computertomograph auch im Forschungsverbund "Bürgernahes Flugzeug" eingesetzt. Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung und Charakterisierung offenporöser Strukturschäume für den Einsatz als schallabsorbierende Liner im Kerntriebwerk eines Flugtriebwerks. Die akustische Absorption hängt maßgeblich von der Porenmorphologie der verwendeten Materialien ab, welche anhand von zweidimenionalen Schliffbildern nur unzureichend beschrieben werden konnten. Mithilfe des Computertomographs konnten die komplexen Strukturen der offenporigen Materialien dreidimensional dargestellt und charakterisiert werden. Als Beispiel konnten somit die Zellengrößen der verschiedenen Strukturschäume sowie die Fenstergrößen zwischen den Zellen genau vermessen werden. Ein weiteres Forschungsgebiet am Institut für Werkstoffe ist die Entwicklung und Lebensdauermodellierung von Wärmedämmschichtsystemen. Im SFB / TR 40 geht es um die Entwicklung neuer Wärmedämmschichtsysteme auf Cu-Substraten für den Einsatz in Raketentriebwerken und im Forschungsverbung "Bürgernahes Flugzeug" um die Untersuchung von Wärmedämmschichtsystemen für Co-Re-Basis Legierungen. Der Comptertomograph wurde hier für die Vermessung und Porenanalyse der keramischen Wärmedämmschichten eingesetzt. Zudem wurde der Computertomograph in einer Kooperation mit dem Institut für Geophysik und extraterrestrischer Physik verwendet. Das Ziel war es, verschiedene Sandsteinstrukturen dreidimensional zu rekonstruieren, um den Zusammenhang zwischen der Porenmorphologie und dem komplexen elektrischen Widerstand aufzuklären. Dieser ist unter anderem maßgeblich abhängig von den Parametern Porosität und Porendurchmesser.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Characterisation of Porous Metals, Sonderforschungsbereich 880 - Biennial Report 2012. CFF Forschungsbericht 2013-03, TU Braunschweig -Campus Forschungsflughafen
N. Lippitz, B. Hinze, J. Rösler
- Potential of Metal Fibre Felts as Passive Absorbers in Absorption Silencers. Metals 2013, 3, 150-158
N. Lippitz, J. Rösler, B. Hinze
- Fouling Behaviour of Porous Metals. Procedia Materials Science, 2014, 4, 285-289
N. Lippitz, K. Rurkowska, J. Rösler, S. Langer
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.07.561) - Measuring and simulating acoustic absorption of open-celled metals. Advanced Engineering Materials 2014, 16(3), 284-288
B. Hinze and J. Rösler
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/adem.201300048) - SFB 880: aeroacoustic research for low noise take-off and landing. CEAS Aeronautical Journal 2014, 5, 403-417
J. Delfs, B. Faßmann, N. Lippitz, M. Lummer, M. Mößner, L. Müller, K. Rurkowska, S. Uphoff
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s13272-014-0115-2) - Specification of Porous Materials for Low-Noise Trailing-Edge Applications. 20th AIAA/CEAS Aeronautics Conference, 2014, Vol. 3, 2405-2424
M. Herr, K.S. Rossignol, J. Delfs, N. Lippitz, M. Mößner
(Siehe online unter https://doi.org/10.2514/6.2014-3041) - A hierarchical approach to determining acoustic absorption properties of porous media combining pore-resolved and macroscopic models. Journal of Porous Media > Volume 21, 2018 Issue 1, pages 83-100
S. Uphoff, M. Krafczyk, K. Rurkowska, S. Langer, N. Lippitz, B. Faßmann
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1615/JPorMedia.v21.i1.50)
