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Sehr geehrte Damen und Herren,
heute möchten wir Sie über neu erschienene FOSTA Abschlussberichte aus den Schwerpunktbereichen Mobilität, Bauwesen sowie Anlagen- und Maschinenbau informieren.
Diese und alle weiteren FOSTA Berichte finden Sie im Shop von stahldaten.de.
Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre.
Ihr Team der FOSTA
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P 1128 - Thermisches Fügen von lichtbogenoberflächenbehandelten Stählen mit faserverstärkten Kunststoffen (IGF-Nr. 19042 BR)
Das thermische Fügen metallischer und polymerer Werkstoffe bietet gegenüber mechanischen Fügeverfahren und Kleben Vorteile. Um eine ausreichende Haftfestigkeit zu erreichen ist eine Oberflächenvergrößerung des metallischen Fügepartners vorteilhaft. Dazu werden hauptsächlich Strahl- oder Laserverfahren eingesetzt. Die Bewertung der erzeugten Oberflächen erfolgt durch Bestimmung geometrischer Kenngrößen, aber auch Testverfahren zur Benetzbarkeit. In der vorhandenen Literatur konnten Haftfestigkeiten je nach Material und Strukturierungsverfahren zwischen 5,2 MPa und 43 MPa recherchiert werden. Oberflächenstrukturierung mittels Lichtbogen ist bisher kaum dokumentiert. Die erzeugten Strukturen weisen eine hohe Unregelmäßig auf, und es nicht bekannt, inwiefern vorhandene Verfahren zur Oberflächenbewertung angewendet werden können. weiterlesen
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P 1123 – Hohlprofilfachwerkstrukturen mit geklebten Strebenanschlüssen (IGF-Nr. 18969 N)
Gründungsstrukturen von Offshore-Windenergieanlagen werden für Wassertiefen von mehr als 20 m häufig als Jacket-Fachwerkkonstruktion ausgeführt. Bisher werden die einzelnen Hohlprofile dieser Fachwerkkonstruktionen schweißtechnisch gefügt. Dies stellt aufgrund der räumlichen Verschneidung der Rohrprofile in den Knotenpunkten und der resultierenden komplexen Schweißnahtgeometrien sowie der für die Endmontage erforderlichen großen Freiflächen einen großen Fertigungsaufwand dar. Ein innovativer hybrider Anschluss der Streben an die Eckstiele dieser Tragkonstruktionen steht im Fokus des vorliegenden Forschungsprojektes. Das Konzept kombiniert dabei die Fügeverfahren Kleben, Schweißen und Schrauben durch die Ausbildung von Knotenteilschalen an den Enden der Streben. weiterlesen
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P 1114 – Machbarkeits- und Geometrievorhersage von Blechbauteilen mit Durchsetzungen aus hoch- und höchstfesten Stählen (IGF-Nr. 18625 N)
Die Reduzierung der Herstellkosten ist ein zentraler Faktor zur Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen. In diesem Kontext bietet das Durchsetzen große Potentiale, da es mit diesem Verfahren möglich ist, Funktionsflächen in nur einem Fertigungsschritt und ohne Nachbearbeitung zu erzeugen. Das Durchsetzen ist in DIN 8587 als ein Schubumformverfahren definiert, bei dem ein Werkstückteil gegenüber einem anderen mit einer geradlinigen Werkzeugbewegung verschoben wird. Die plastische Verformung wird, analog zum Feinschneiden oder Scherschneiden mit kleinem Schneidspalt, hauptsächlich durch einen Schubspannungszustand hervorgerufen. Ebenso ähneln sich die Werkzeugtechnik und Werkzeugkinematik der Verfahren. Dies lässt den Schluss zu, dass das Durchsetzen weitestgehend einem Schneidprozess ohne Durchschneiden des Werkstücks entspricht. weiterlesen
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P 1097 – Entwicklung eines integrierten Deckensystems für den Stahl- und Verbundbundbau (IGF-Nr. 18658 N)
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines integrierten Deckensystems für den Stahl- und Verbundbau und die Herleitung von Ingenieurmodellen zur Beschreibung des Deckentragverhaltens. Den Ausgangspunkt bildet das Deckensystem InaDeck, das im Rahmen des FOSTA Forschungsprojektes P 879 konzipiert wurde. Dieses zeichnet sich durch große Spannweiten und die im Deckenhohlraum integrierte Gebäudetechnik aus. Um das Deckensystem zur Demonstratorreife zu führen, sind einerseits die einzelnen Deckenelemente hinsichtlich Tragfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Ressourceninanspruchnahme zu optimieren (Walzprofile und Verbundmittel), andererseits ist die Einbindung des Deckensystems in das Gesamttragwerk zu entwickeln. weiterlesen
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P 680 – Ermittlung der Schädigungsmechanismen in Edelstahlklebungen als Beitrag zur Fertigungssicherheit und Zuverlässigkeit (IGF-Nr. 14704 N)
Das Ziel des Projektes bestand in der „Ermittlung der Schädigungsmechanismen in Edelstahlklebungen als Beitrag zur Fertigungssicherheit und Zuverlässigkeit“. Es schließt damit direkt an das Thema des Vorgängerprojektes „Klebbarkeit von Edelstahl rostfrei im Automobilbau“ an. Der Schwerpunkt lag auf der Untersuchung der Alterungsbeständigkeit von Klebungen aus nichtrostenden Stahlwerkstoffen mit heißhärtenden Epoxidharzklebstoffen (Dicyandiamid als Härter) und auf der Differenzierung von Einflussgrößen auf den Alterungsfortschritt. Zur Untersuchung des im Rahmen des Vorgängerprojektes stochastisch auftretenden, lokalen adhäsiven Versagens von nichtrostenden Stahlklebungen wurde ein neues Versuchsschema entwickelt. Es ermöglicht im Falle lokal auftretender Veränderungen der Haftfestigkeit einzelner Zugscherproben eine Zuordnung der Substrate zur genauen Entnahmeposition (Platinennummer und Position auf der Tafel). Bei einem abweichenden mechanischen Verhalten einzelner Prüfkörper können somit die umliegenden Bereiche gezielt oberflächenanalytischen Messungen zur Ursachenklärung zugänglich gemacht werden. weiterlesen
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P 1234 – Flächentragwerke aus gekrümmten Sandwichelementen (IGF-Nr. 19519 N)
Im vorliegenden Forschungsprojekt hat sich erwartungsgemäß sehr schnell bestätigt, dass der Herstellungsaufwand gekrümmter Sandwichpaneele gegenüber jenen mit ebener Oberfläche höher ist. Die Strategie, den Umfang möglicher geometrischer Variationen zu Gunsten besserer Herstellungsbedingungen einerseits einzugrenzen und andererseits durch eine vorgelagerte, entwurfsspezifische Optimierung wiederum zu maximieren, war jedoch erfolgreich. Durch den Einsatz eines entwickelten Designtools für gekrümmte Sandwichelemente kann die uneingeschränkte Gestaltungsfreiheit bei der Entwicklung anspruchsvoll geformter Gebäudegeometrien sichergestellt werden und gleichzeitig eine unerwünschte und aufwändige Herstellungskomplexität gekrümmter Sandwichpaneele sinnvoll eingegrenzt werden. Dem Planer werden bereits in einer frühen Entwurfsphase sinnvolle Entwurfskorridore an die Hand gegeben, innerhalb derer eine spätere Fertigung wirtschaftlich möglich sein wird. weiterlesen
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P 770 – Entwicklung einer Prozesskette zur Herstellung partiell verstärkter Blechstrukturen durch neuartige Basisklebstoffe und daran angepasste Verarbeitungstechniken (IGF-Nr. 15638 N)
In dem Projekt „Prozesskette“ wurden erstmalig Basisklebstoffe (= Vorstufe zu kommerziell einsetzbaren Klebstoffen) entwickelt, die eine prinzipielle Trennung der bislang in einer strengen Abfolge befindlichen Prozessschritte Klebstoffapplikation und Fügen ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass die Basisklebstoffe über zwei unterschiedliche Härtungsmechanismen verfügen, wobei nach Durchlauf des ersten Härtungsschritts eine trockene, nicht klebrige Klebschicht vorliegt, die aber nach wie vor reaktiv ist. Nach dem Fügen mit einem zweiten Bauteil wird durch Erwärmung die vorapplizierte Klebschicht angeschmolzen, der Klebstoff dadurch aktiviert. In der Folge reagiert der Klebstoff final zu einem Duromer aus. Dieses neue Prinzip kann vielfältig eingesetzt werden. weiterlesen
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P 1043 – Optimierte Dimensionierung hoher Gittermasttürme für Windenergieanlagen unter realistischer Berücksichtigung der aerodynamischen Einwirkungen, des Ermüdungsverhaltens und des Stahlsorteneinflusses (IGF-Nr. 18662 N)
In dem durchgeführten Forschungsvorhaben wurden grundsätzliche Aspekte zur Wirtschaftlichkeit und Optimierbarkeit von Gittermasten für hohe Türme mit und ohne Windkraftanlagen untersucht. Die Arbeiten fokussierten dabei sowohl die aerodynamischen Eigenschaften von Gittermastkonstruktionen als auch die strukturbezogenen Aspekte für diese Bauform. Mit Blick auf letztgenanntes waren es dabei insbesondere die Topologie, d.h. die geometrische Anordnung der Stabelemente, der Einfluss der Querschnittsgestaltung und die verwendeten Stahlsorten, die im Rahmen eines Optimierungsprozesses unter Wirtschaftlichkeitskriterien variiert wurden. weiterlesen
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