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Für die Konstruktion von Infrastruktur und Komponenten in LNG-Anwendungen ist das Verständnis des mechanischen Verhaltens von Werkstoffen bei den zu erwartenden Betriebstemperaturen unerlässlich. Um dies zu unterstützen, haben wir zum Beispiel Zugversuche bei -165 °C unter Verwendung eines Dewar-Aufbaus durchgeführt. Diese Tests ermöglichen die Charakterisierung der Materialeigenschaften unter realistischen kryogenen Bedingungen, die für LNG-Umgebungen relevant sind.

Um Oberflächenverformungsfehler der M1-Spiegelsegmente des European Extremely Large Telescope (E-ELT) zu minimieren, wurden die Halterungspositionen mithilfe eines parametrischen Finite-Elemente-Modells des Spiegelsegments und seiner Halterungsstruktur optimiert. Der Optimierungsprozess wurde durch gradientenbasierte numerische Algorithmen gesteuert, um optimale Stützkonfigurationen für minimale Oberflächenabweichungen unter Betriebsbedingungen zu erreichen.

Um die Eignung der Epoxidharzverklebung im Holzflugzeugbau zu beurteilen, wurde eine umfassende Studie durchgeführt. Dazu gehörten eine Literaturrecherche und eine Reihe mechanischer Tests - Zug, Scherzug, Querzug, Ermüdungsfestigkeit und Abriss - an verschiedenen Kombinationen von Harzen, Holzarten, Umgebungsbedingungen und Temperaturen.

Die Testmuster wurden hergestellt, verleimt, konditioniert und dann unter definierten Bedingungen getestet. Aus den Ergebnissen wurden Empfehlungen für das optimale Harz, das Klebeverfahren und die Holzart für zuverlässige und dauerhafte Verklebungen in der Luftfahrt abgeleitet.

Klebstoffe werden in der Raumfahrtindustrie vielfach eingesetzt, ihr Verhalten unter kryogenen Bedingungen ist jedoch noch nicht vollständig verstanden. In diesem Projekt haben wir eine umfassende Charakterisierung durchgeführt, um diese Lücke zu schließen und zuverlässige Daten für zukünftige Raumfahrtmissionen bereitzustellen.

Untersucht wurden eine Vielzahl von Klebstoff-Substrat-Kombinationen. Repräsentative Proben wurden gefertigt, im Temperaturbereich zwischen −269 °C (4 K) und +80 °C getestet und ihre mechanischen sowie thermischen Eigenschaften dokumentiert. Mit hochspezialisierten Prüfaufbauten – darunter Zug- und Scherversuche im Vakuum, CTE-Messungen sowie kombinierte thermisch-mechanische Zyklen – konnten wir Steifigkeit, Festigkeit und kohäsive Eigenschaften von Klebstoffen unter extremen Bedingungen erfolgreich bestimmen.

Die Ergebnisse bestätigten erwartete Effekte wie erhöhte Sprödigkeit und Festigkeit bei kryogenen Temperaturen, zeigten jedoch auch Herausforderungen wie Nachhärtungseffekte und hydrostatische Spannungen auf. Die von uns entwickelten neuartigen Testmethoden ermöglichen zudem den Einsatz miniaturisierter Proben, Echtzeit-Dehnungsmessung und adaptive Prüfstrategien – und liefern damit einzigartige Erkenntnisse, die über bestehende Standards hinausgehen.

Mit dieser Arbeit konnten wir unsere Fähigkeit unter Beweis stellen, zuverlässige Materialdaten von Klebstoffen unter realistischen Weltraumbedingungen zu generieren. Dies unterstützt robuste Designs, die Materialauswahl sowie die Entwicklung verbesserter Materialmodelle für zukünftige Hochleistungs-Klebverbindungen.