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Strukturen

Am Thermo-Mechanical-Fatigue (TMF)-Prüfstand werden Schubkammerstrukturen unter thermischen Lasten, wie sie für Raketenantriebe repräsentativ sind, getestet. Mit Zuhilfenahme einer Bildkorrelationssoftware können die aufgenommenen Stereofotos dazu verwendet werden, 3D-Oberflächendeformationsfelder zu berechnen.

Der Schwerpunkt der Arbeit der Gruppe Strukturen liegt auf:

• der thermomechanischen Analyse,
• dem Materialverhalten sowohl unter einmaliger Belastung als auch unter zyklischen Lastwechseln,
• der aus diesen Lastwechseln resultierenden (materialermüdungsbedingten) Lebensdauer (LCF bzw. HCF),
• der Wasserstoffversprödung,
• sowie dem Einfluss reduzierender und oxidierender Strömungen auf die Lebensdauer.

Es werden numerische Modelle für die folgenden Raketentriebwerkskomponenten entwickelt:

• Injektorkopfstrukturen,
• Brennkammerwandstrukturen,
• Düsenwandstrukturen,
• Düsenerweiterungswandstrukturen,
• Impeller von Turbopumpen,
• sowie Turbinenschaufeln von Turbopumpen.

Zur experimentellen Untersuchung der thermomechanischen Ermüdung von Brennkammerwand- und Düsenwandstrukturen steht ein Prüfstand zur Verfügung, an dem unter kontrollierten Bedingungen zyklische Lasten bei repräsentativen Wärmeströmen von bis zu 25 MW/m² simuliert werden können. Ziel dieser experimentellen Untersuchungen ist die Validierung und (falls erforderlich) Verbesserung bzw. Entwicklung von numerischen Lebensdauervorhersagemodellen.