Das Projekt "Teilvorhaben 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Statex Produktions- und Vertriebs GmbH durchgeführt. Die Faserverbundtechnik zählt mit zahlreichen neuen Anwendungen, etwa in der Transport- und Automobilindustrie oder im Bereich der regenerativen Energiegewinnung durch Geothermie zu den zukunftsträchtigsten Technologien in Deutschland. Strukturkomponenten aus faserverstärkten Werkstoffen zeichnen sich besonders durch ihr hervorragendes Leichtbaupotenzial aus und sind in vielen Einsatzbereichen den herkömmlichen Werkstoffen weit überlegen. Aufgrund ihrer hohen Festigkeit eignen sich endlosfaserverstärkte FVK-Bauteile in besonderem Maße für den Einsatz in hochbelasteten Anwendungen. Ein großes Hindernis für den Großserieneinsatz von FVK stellen die schwierige Bauteilauslegung und Lebensdauerberechnung und die damit einhergehenden großen Sicherheitsfaktoren dar. Aufgrund der Anisotropie des Verbundwerkstoffes und des Einflusses des Herstellungsprozesses auf die Materialeigenschaften lassen sich Dauerfestigkeit oder Bauteilversagen nur ungenau analytisch berechnen oder simulieren. Ein Ziel des KMU-Innovativ-Projektes CFK-Mikro ist daher die Integration von Mikro-Belastungssensoren in die Bauteilstruktur. Diese ermöglichen eine Überlast-Kontrolle der Bauteile - etwa an den höchstbelasteten Stellen. Neben der bislang schwierigen Bauteilauslegung stehen auch die vergleichsweise hohen Produktionskosten einer weiteren Verbreitung der FVK im Weg. Die derzeit verfügbare und im Wesentlichen eingesetzte Produktionstechnologie zur Fertigung intelligenter Bauteilstrukturen aus endlosfaserverstärkten duroplastischen Kunstoffen ist durch vergleichsweise aufwändige Prozesse, hohen Energie- und Ressourcenbedarf, großen Handarbeitsaufwand und hohe Investitionskosten gekennzeichnet. Im Gegensatz dazu können endlosfaserverstärkte thermoplastische Tapes hervorragend durch das energieeffiziente laserunterstützte Tapelegeverfahren zu hochbelasteten FVK-Strukturen oder Organoblechen weiterverarbeitet werden. Die Entwicklung neuartiger, UD-endlosfaserverstärker, thermoplastischer CFK-Mikrosensor-Tapes sowie deren automatisierte, roboterunterstützte Integration in die jeweilige Bauteilstruktur sind die im Rahmen von CFK-Mikro zu realisierenden Innovationen.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Untersuchungen zur Korrosionsgefahr von Carbonbeton-Bauelementen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel besteht in der Überprüfung der Anwendbarkeit von konstruktiven Elementen in Carbonbeton, bei denen es durch einen Kontakt zwischen CFK und Metallen möglicherweise zur Bimetallkorrosion kommt. Die Folge wären Schädigungen der Elemente, die bis hin zum Bauteilversagen führen können. Konkrete Aussagen zu geeigneten Werkstoffpaarungen dienen der Erhöhung von Sicherheit und Lebensdauer der Carbonbetonbauteile. Im Mittelpunkt der Forschung stehen Fragen zum Auftreten von Bimetallkorrosion, Hinweisen zu Werkstoffabständen und zum Umgang mit Fehlstellen.
Das Projekt "Verbesserungen in der Modellierung von GFK-Laminaten unter schwingender Beanspruchung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk durchgeführt. Ziel des Leitprojektes ist es, den Stromertrag aus Windenergie signifikant zu steigern. Ein wesentlicher Entwicklungsansatz der Firma Repower zielt darauf ab, auch große Offshore-Rotorblätter vollständig aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) zu fertigen. Auf struktureller Ebene bedeutet der Verzicht auf Gurte aus CFK, dass größere Bauteilverformungen unter Last auftreten werden. Die maximale Lebensdauer der Rotorblätter wird damit stark durch das Auftreten von Zwischenfaserbrüchen (Zfb) geprägt werden. Durch eine geeignete Laminatauslegung sollen jedoch weiterhin vergleichbare Lebensdauern der Rotorblätter erreicht werden. Die Einflussgrößen auf das Auftreten von Zwischenfaserbrüchen und die Entwicklung von Folgeschäden sollen systematisch untersucht werden. Zur Abbildung der stetig ansteigenden Zfb-Rissdichten bei dynamischer Beanspruchung mit konstanter Oberspannung werden in den numerischen Analysen sukzessiv sinkende Basisfestigkeiten zugrunde gelegt. In der Förderdauer des Leitprojekts werden die neuen Erkenntnisse über Konstruktionsrichtlinien zur Optimierung des endgültigen Laminataufbaus der neuen Rotorblattgeneration genutzt.
Das Projekt "FHprofUnt 2015: STABIL - Vorhersage und Verlängerung der Lebensdauer von gekoppelten stationären und mobilen Lithium-Ionen-Batterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Offenburg, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Medien Offenburg, Institut für Energiesystemtechnik durchgeführt. Ziel des Projekts STABIL ist die Vorhersage der Alterung und Verbesserung der Lebensdauer von mobilen und stationären Batterien bei Microgrid-gekoppelten Elektrofahrzeugen. Batterien sind zentrale Komponenten der Elektromobilität und der stationären Speicherung von regenerativem Strom. Die im Stand der Technik unzureichende Lebensdauer der Batterie ist heute wesentlicher Kostentreiber. Im Projekt STABIL wird in einem skalenübergreifenden Ansatz das Verhalten von einzelnen Batteriezellen unter zwei unterschiedlichen systemischen Randbedingungen untersucht: (1) Alterungsverhalten von Lithium-Ionen-Fahrzeugbatterien im Betrieb von Plug-In-Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, und (2) Alterungsverhalten von stationären Lithium-Ionen-Batterien bei Anbindung von Elektrofahrzeugen an ein regenerativ versorgtes Energienetz ('vehicle-to-grid'). In einem skalenübergreifenden Ansatz wird in diesem Projekt das Verhalten von Batteriezellen unter unterschiedlichen systemischen Randbedingungen untersucht: (a) Alterungsverhalten von Lithium-Ionen-Fahrzeugbatterien im Betrieb von Plug-In-Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, insbesondere unter hochfrequenten Lastflüssen aufgrund von Fahrzeug-Zusatzfunktionen, und (b) Alterungsverhalten von stationären Lithium-Ionen-Batterien bei Anbindung von Elektrofahrzeugen an ein regenerativ versorgtes Energienetz ('vehicle-to-grid'). Die Arbeiten finden auf Zellebene (Teilprojekt Prof. Bessler), Fahrzeugebene (Teilprojekt Fa. Schaeffler) und Microgrid-Ebene (Teilprojekt Prof. Bollin) statt. Im Ergebnis kann die Alterung von Lithium-Ionen-Einzelzellen unter realistischen, neuartigen, auch hochfrequenten Lastanforderungen empirisch und modellhaft beschrieben werden. Darauf aufbauend werden Alterungsindikatoren der Zellen entwickelt und für den lebensdauerverlängernden Betrieb von gekoppelten stationären und elektromobilen Batterien eingesetzt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Modellgestützte Fehlerdiagnose und fehlertolerante Regelungsverfahren (MFFR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Paderborn, Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik, Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik (LEA) durchgeführt. Im Gesamtverbundvorhaben 'Erhöhung der funktionalen Sicherheit sowie der Fehlertoleranz des elektrischen Antriebssystems (SichElAn)' werden Ziele zur Erhöhung der funktionalen Sicherheit und der Verfügbarkeit durch Steigerung der Fehlertoleranz (gegenüber beherrschbaren Arten von Fehlern) des elektrischen Antriebssystems thematisiert. Dazu werden Möglichkeiten und Potentiale modellgestützter Verfahren zur Realisierung eines 'Fail-Safe-Betriebs' sowie eines 'Fault-Operational-Betriebs' (als Rückfallebene) bei Auftritt eines Fehlers im System betrachtet. Als Verbundpartner arbeiten die Universität Paderborn und die ZF Friedrichshafen AG an spezifischen Teilvorhaben. Das Teilvorhaben der Universität Paderborn: 'Modellgestützte Fehlerdiagnose und fehlertolerante Regelungsverfahren (MFFR)' zielt auf die Untersuchung vorhabenspezifischer Fragestellungen zu modellgestützten Überwachungs- und Fehlerdiagnoseverfahren sowie fehlertoleranten Regelungsverfahren ab. Im Wesentlichen sind die Ziele: 1. Gewinn eines möglichst umfassenden Kenntnisstands aller möglichen Fehlerfälle und Auswirkungen innerhalb des Gesamtsystems, 2. Gewinn detaillierter bzw. fundierter Kenntnisse über Methoden und Modellbeschreibungen zur echtzeitfähigen, robusten Überwachung und Fehlerdiagnose (Fehlererkennung, -detektion und -isolation) elektrischer Traktionsantriebe, 3. Bereitstellung weiterentwickelter Methoden und Verfahren zur Steigerung der wissenschaftlichen Kompetenz auf diesem Themengebiet. Das Teilvorhaben der ZF Friedrichshafen AG 'Spezifikation und Validierung' umfasst die Beschreibung der Anforderungen, Zusammenstellung von marktgerechten und gesetzlichen Zielen für elektrische Antriebssysteme, die Mitarbeit bei Konzept-Erstellung und -Bewertung sowie die Validierung am Prüfstand des erstellten Funktionsdemonstrators. Dazu soll ein bei ZF vorhandener Prüfstand und Antrieb verwendet werden. Die Ziele des Teilvorhabens sind: 1. Erkenntnisse, wie Normen und Standards zur funktionalen Sicherheit zu erfüllen sind 2. Kenntnisse über die Eignung von Methoden zur Fehlerdetektion und -beherrschung für elektrische Antriebssysteme 3. Bewertung dieser Methoden 4. Schaffung einer Entscheidungsgrundlage für zukünftige Produktentwicklungen Zum strukturierten Vorgehen bei der Umsetzung orientieren sich die einzelnen Projektschritte der beiden Projektpartner am weit verbreiteten V-Modell. Die Universität Paderborn übernimmt während der jeweiligen Projektphasen schwerpunktmäßig die Teilaufgaben: Systemanalyse mit Methoden und Verfahren der Probabilistischen Sicherheitsanalyse (PSA), Entwurf des Gesamtsystemkonzepts, Entwicklung der Softwaremodule und Verifikation der entwickelten Methoden. Die ZF Friedrichshafen AG bearbeitet schwerpunktmäßig die Teilaufgaben: Gesamtsystemanalyse, Spezifikation, Hardwareentwicklung und Konzept zur Fehlersignalstimulation, Implementierung am Prüfstand sowie die Validierung des Gesamtkonzeptes und kritische Bewertung der erzielten Ergebnisse.
Das Projekt "Teilvorhaben: Spezifikation und Validierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ZF Friedrichshafen AG durchgeführt. Ziel des Projektes SichElAn ist es die Sicherheit und Verfügbarkeit von elektrischen Antrieben in E-Fahrzeugen zu erhöhen. Dies geschieht zuerst durch die Erforschung von Algorithmen zur Fehlererkennung und Diagnose des elektrischen Antriebs. Außerdem werden Möglichkeiten für passende Fehlerreaktionen erforscht, im Sinne von 'fail-safe' und 'fail-operational' (als Notbetrieb). Die vorliegende Teilvorhabenbeschreibung 'Spezifikation und Validierung' innerhalb des Projektes 'SichElAn' umfasst die Beschreibung der Anforderungen, Zusammenstellung von marktgerechten und gesetzlichen Zielen für E-Antriebssysteme, Mitarbeit bei Konzept und die Validierung am Prüfstand des erstellten Funktionsdemonstrators. Die Arbeiten der ZF fokussieren auf die Tätigkeiten Anforderungsanalyse, Planung der Umsetzung am Prüfstand zum Aufbau eines möglichst realitätsnahen Prototypen, Implementierung der erarbeiteten Konzepte auf der Prüfstandhardware, Validierung am Prüfstand, kritische Bewertung hinsichtlich spezifizierter Kriterien und gesteckter Projektziele.
Das Projekt "Methodische Weiterentwicklungen und Anwendungen zur probabilistischen Dynamikanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens zur Weiterentwicklung und Anwendung der probabilistischen Dynamikanalyse besteht darin, die Qualität und Aussagekraft von Sicherheitsanalysen zu verbessern. Dazu soll eine Methode bereitgestellt werden, die unter Verwendung validierter deterministischer Rechencodes (z.B. für die Durchführung von Reaktorsicherheitsanalysen) und der zusätzlichen Berücksichtigung von sowohl aleatorischer als auch epistemischer Unsicherheiten zu risikoinformierten Ergebnissen gelangt. Die Ergebnisse liefern Informationen sowohl über den zeitlichen Ablauf eines Prozesses in Abhängigkeit davon, wann und in welcher Reihenfolge zufällige Ereignisse auftreten, als auch über die Wahrscheinlichkeit, mit der die jeweiligen Prozessabläufe eintreten können. Zusätzlich wird eine Methode bereitgestellt, die eine detaillierte und realitätsnahe Analyse und Bewertung des dynamischen Ablaufs von menschlichen Handlungen im Kontext eines parallel dazu ablaufenden Prozesses erlaubt. Die Besonderheit der Methode, die auch als Ergänzung zur klassischen PSA eingesetzt werden, besteht darin, dass zeitliche Effekte sowie komplexe Wechselwirkungen zwischen einem dynamischen Prozess, menschlichen Handlungen und stochastischen Einflussgrößen realitätsnah analysiert und bewertet werden können. Das Vorhaben ist in drei Arbeitspakete aufgeteilt: Methodische und programmtechnische Weiterentwicklungen zum Analysewerkzeug MCDET inklusive Crew-Modul (AP 1); Anwendung des Analysewerkzeugs MCDET zur Analyse und Bewertung des Einflusses relevanter Unsicherheiten auf thermisch induziertes Dampferzeuger-Heizrohrversagen bei Hochdruck-Kernschmelze (AP 2); Methodenentwicklung zur Analyse und Bewertung wissensbasierter Handlungen unter Verwendung der MCDET-Methode sowie Erprobung an einem Ereignis aus der deutschen Betriebserfahrung (AP 3).
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 7 |
| License | Count |
|---|---|
| open | 7 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 7 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 3 |
| Webseite | 4 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 2 |
| Lebewesen & Lebensräume | 3 |
| Luft | 5 |
| Mensch & Umwelt | 7 |
| Wasser | 2 |
| Weitere | 7 |