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Investigation on damage tolerance behaviour of aluminium allays (IDA)

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Verbesserung der Effizienz von Flugzeugen durch die Erforschung von modernen Legierungen

Aluminiumlegierungen, insbesondere die kaltgeformte Aluminiumknetlegierung mit der Bezeichnung 2024, werden häufig im Flugzeugbau eingesetzt. Neu entwickelte Legierungen ermöglichen den Bau von sichereren und besseren Flugzeugen.

Industrielle Technologien

Bei Aluminium 2024 handelt es sich um eine Legierung mit einer Zugfestigkeit, die mit der von Stahl vergleichbar ist. Aufgrund dieser mechanischen Eigenschaften eignet sich diese Legierung ideal für Anwendungen, die hohe Festigkeiten erfordern. Dieses Material wird üblicherweise beim Bau von Flugzeugen und Flugzeugkomponenten, Computerbauteilen, Getrieben und Wellen verwendet. Im Rahmen des IDA-Projekts konzentrierte man sich auf die Erforschung einer neuen Generation von Legierungen. Diese speziellen Aluminiumlegierungen weisen, insbesondere wenn sie in Form von Blechen verwendet werden, bessere mechanische Eigenschaften auf. Es wird erwartet, dass sie dazu beitragen, der modernen Luftfahrtindustrie den Bau von hoch effizienten und langlebigen Flugzeugen zu ermöglichen, was eine Hauptanforderung an diese Industrie darstellt. Nach einer genauen und umfassenden Bewertung der mechanischen Eigenschaften der jüngst entwickelten Legierungen wird der Flugzeugbau von diesen Materialien in höchstem Maße profitieren. Um das Verhalten der untersuchten Legierungen zu bestimmen, haben die Partner des IDA-Projekts die Materialermüdung sowie das Risswachstum untersucht. Im Bereich der Materialwissenschaften wird mit Materialermüdung das Versagen aufgrund von Strukturschäden bezeichnet, welche auftreten, wenn die Probe einer zyklischen Belastung ausgesetzt wird. Alle Versagensmechanismen haben ihren Ursprung im mikroskopischen Bereich. Umfassende Kenntnisse über die Mikrostruktur von den zu untersuchenden Legierungen sind daher also ebenfalls erforderlich. Sind die Parameter im mikroskopischen Bereich, die die Materialermüdung und das Risswachstum beeinflussen, einmal bekannt, kann das Risiko eines Materialversagens stark reduziert werden. Projektpartner des IDA-Projekts haben ausgefeilte Modelle für die Simulation und die Vorhersage von Materialermüdung und Risswachstum entwickelt. Mithilfe dieser Modelle ist eine genauere Bestimmung der Anforderungen an die neuen Aluminiumlegierungen möglich. Die Entwicklung von schadenstoleranten Materialien wird einen grundlegenden Vorteil für die europäische Luftfahrtindustrie darstellen. Durch die Verwendung dieser neuen Legierungen in Kombination mit genauen Kenntnissen ihrer mechanischen Eigenschaften können bessere, schnellere und verlässlichere Flugzeuge gebaut werden.

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