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Fraunhofer LBF

Stabilisierung lasttragender Systeme des Maschinenbaus

25.11.2008 | Redakteur/Autor: Josef-Martin Kraus

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat den Sonderforschungsbereich SFB 805 „Beherrschung von Unsicherheit in lasttragenden Systemen des Maschinenbaus“ der TU Darmstadt bewilligt.

Ab Januar 2009 forschen Wissenschaftler der Universität und des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) an Methoden und Techniken zur Beherrschung der Unsicherheit entlang der Prozessketten zur Erzeugung lasttragender Leichtbaukonstruktionen und Feder-Dämpfersysteme.

Sprecher des SFB 805 ist Prof. Holger Hanselka, Leiter des Fachgebiets Systemzuverlässigkeit und Maschinenakustik der TU Darmstadt und Leiter des Fraunhofer LBF in Darmstadt. „Gelingt es, Unsicherheiten zu beherrschen, können wir Sicherheitsbeiwerte zwischen Beanspruchbarkeit und Beanspruchung in lasttragenden Systemen minimieren, gegenwärtige Überdimensionierung vermeiden, Ressourcen schonen, Einsatzbereiche erweitern und damit wirtschaftliche Vorteile ermöglichen“, berichtet Hanselka.

Großes Anwendungspotenzial vorhanden

Unsicherheiten werden dazu in Prozessmodellen beschrieben und beurteilt, um sie schließlich mit Hilfe neu zu entwickelnder Methoden und Techniken zu beherrschen. Das Innovationspotenzial zur Beherrschung der Unsicherheit erstreckt sich auf eine Fülle lasttragender und sicherheitsrelevanter Bauteile und Systeme, zum Beispiel in mobilen und stationären Maschinen.

Die Beherrschung der Unsicherheit soll ganzheitlich entlang der kompletten Planungs- und Prozesskette zur Herstellung und Nutzung eines lasttragenden Systems am Beispiel eines Demonstrators erprobt werden, das ähnlich komplexe Anforderungen wie ein Flugzeugfahrwerk erfüllt. Der Demonstrator besteht aus den drei Hauptkomponenten Stabsystem, Stabwerk und hydropneumatisches Feder-Dämpfersystem.

In den ersten vier Jahren des SFB sollen systematisch neue Methoden und Techniken für drei einfache Versionen dieser Hauptkomponenten hinsichtlich ihres Potenzials zu Beherrschung der Unsicherheit untersucht werden, bevor ihre Komplexität in den Folgejahren zunimmt und sie schließlich zu einem lasttragenden Gesamtsystem gekoppelt werden. Dazu werden im Rahmen des SFB 805 für die Produktentwicklung erweiterte Konstruktionsmethoden des Robust Design, mathematische Optimierungsmethoden zur robusten Produktauslegung und mathematische Modelle zur Kombination passiver und aktiver lasttragender Bauteile im Systemverbund entwickelt.