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Experimentelle Untersuchungen zur Ermittlung der optimalen Balance zwischen Festigkeits- und Elastizitätsanforderungen in einem Ventil

Zugversuch / Spannungs-Dehnungs-Diagramm

Motivation:

Gasförmiger Wasserstoff wird i.d.R. unter sehr hohem Druck (350/700 bar) gespeichert. Essentiell und unabdinglich für eine derartige gasförmige Hochdruckspeicherung ist eine zuverlässige Ventiltechnik, um ein nach außen dichtes und somit sicheres Gasmanagement in Bezug auf die Entzündbarkeit und Explosionsgefahr im Fahrzeug zu gewährleisten. Ein Rückschlagventil ist ein Ventil, das die Durchströmung des Mediums in lediglich eine Richtung zulässt und andernfalls gegen den rückfließenden Medienstrom verschließt. Das Medium ist durch ein Fluid oder Gas (gasförmig oder flüssig) gegeben. In federbelasteten Rückschlagventilen befindet sich ein Absperrkegel als Schließelement, der das Ventil öffnet, wenn der Druck des Medienstroms in die vorgesehene Richtung einsetzt und dessen Druck größer ist als die Schließkraft einer Feder. Diese Feder schließt den Absperrkegel, wenn der Mediendruck unter den Schließdruck der Feder fällt bzw. wenn das Medium in die entgegengesetzte Richtung fließt. Solche Ventile sollen nun weiter optimiert werden, um die Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff besser und sicherer zu gestalten.

Aufgabenstellung:

  • Erkennung der Festigkeits- und Elastizitätsanforderungen
  • Analyse der Verarbeitbarkeit des Materials unter stabilen/verformenden Anforderungen
  • Recherchen, Einarbeitung der Normen und Vorbereitung der Zugproben
  • Durchführung der Zugversuche zur Erstellung des Spannungs-Dehnungs-Diagramms
  • Ermittlung der Werkstoffkennwerte wie z.B. Elastizitätsgrenze, Dehngrenze, Steckgrenze, usw.
  • Schriftliche Dokumentation der Arbeit und Abschlussvortrag

Wünschenswerte Anforderungen:

  • Hohes Maß an Eigeninitiative
  • Experimentierfreudigkeit und Begeisterung für Handarbeit
  • Grundkenntnisse in Werkstoffwissenschaften & Hochdrucktechnik

Beginn: ab Juni 2019

Sprache: English oder Deutsch

Betreuer:

Ehsan Emamjomeh, M. Sc.

  • Tätigkeit: Wiss. Mitarbeiter
  • Adresse:
    Raum 1.622
  • Telefonnummer: +49 9131 85-29458
  • E-Mail: em@ipat.fau.de