Forschungsprojekt ElMaR

Projekttitel: ElMaR – Zerstörungsfreie Ermittlung lokaler Materialparameter in Rotorblattkomponenten

Zusammenfassung:

Faserverbundmaterialien werden in der Auslegung von Rotorblättern als ideal verschmierte, homogene Materialien betrachtet. Die erforderlichen Materialkennwerte werden in Materialtests auf Coupon-Ebene ermittelt. Dabei ist bekannt, dass die Materialeigenschaften von Faserverbunden Schwankungen unterliegen. Die Unsicherheiten der Materialkennwerte finden in der Blattauslegung ihre Berücksichtigung durch Teilsicherheitsbeiwerte. Eine räumliche Variation der Materialparameter und ihre möglichen Folgen werden nicht berücksichtigt. Bei genauerer Betrachtung zeigt sich allerdings, dass die Annahme eines homogenen Materials bereits auf der Coupon-Ebene fehlerhaft ist. Es ist zu erwarten, dass auf der Strukturebene eines Rotorblatts die räumliche Variation von Materialparametern durch die manuellen Arbeitsschritte noch deutlich höher ausfällt. Damit nehmen Ungenauigkeiten in der Prognose der Ermüdungslebensdauer und Tragfähigkeit ebenfalls zu, was zu einer unnötigen Reduktion der Strukturzuverlässigkeit führt. Um probabilistische Modelle zu entwickeln, Teilsicherheitsbeiwerte zu präzisieren und damit die Strukturzuverlässigkeit von Rotorblättern zu erhöhen, verfolgt das Vorhaben die folgenden spezifischen Ziele: – Es soll eine Methode zur zerstörungsfreien Ermittlung räumlich schwankender Materialparameter in Rotorblattkomponenten entwickelt werden. Dabei wird die Forschungshypothese aufgestellt, dass eine Kombination aus etablierten bildgebenden Verfahren, modernen Algorithmen des maschinellen Lernens und hochaufgelösten Simulationsmethoden dazu geeignet ist, eine sehr hohe Genauigkeit mit geringen Rechenzeiten zu verbinden. – Die Methode soll im Labor auf der Strukturebene validiert werden. – Nach Projektabschluss soll ein Konsortium mit Industriebeteiligung organsiert werden, um ein gefördertes Verbundforschungsvorhaben mit dem Ziel der Weiterentwicklung der Methode hin zur industriellen Anwendbarkeit anzuschließen.