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Metallische Strukturen

HEG-Kolbenbox
Dieser Bericht beschreibt die FE-Analysen zur Bewertung der Festigkeit einer Kolbenbox für den Göttinger Stoßwindkanal (HEG).

Die Kobenbox dient zur Aufnahme von Messdaten des Flugkolbens des HEG. Ziel bei der Auslegung einer neuen Kolbenbox ist es, bei einer Massereduzierung von 37,5 kg auf 24 kg zusätzliches Stauvolumen zu schaffen.

Die Kolbenbox ist durch Axialdichtringe abgedichtet, sodass ein maximaler Differenzdruck von 150 bar angesetzt werden soll. Die Umgebungstemperatur liegt im Betrieb zwischen -100 °C und 45 °C. Bei der Verzögerung des Flugkolbens durch das Treibgas treten Maximalbeschleunigungen von ca. 7000g auf.

Es muss damit gerechnet werden, dass der Kolben in eine Endbegrenzung fährt, die aus einem Kupferring besteht. Dabei kann von einer Impactgeschwindigkeit von 40 m/s und einem Verzögerungsweg von 2 mm ausgegangen werden.

Aufgrund der stark dynamischen Betriebsbeanspruchungen wurden zum Nachweis der strukturellen Integrität zum Teil transiente FE-Rechnungen durchgeführt.

Tunnelsimulationsanlage

Aerodynamische Experimente an fahrenden Zügen, insbesondere wenn es sich um Tunneldurchfahrten handelt, lassen sich nur schwer in üblichen Windkanälen realisieren.

Daher wurde von der Leichtwerk AG für das DLR in Göttingen eine Tunnelsimulationsanlage entworfen. Diese beschleunigt ein Zugmodell durch ein Katapult auf die gewünschte Versuchsgeschwindigkeit. Entlang der Strecke können dann verschiedene Experimente aufgebaut werden. Die dynamischen Effekte des Katapultes und der Schleppvorrichtungen wurden mittels numerischer Simulation untersucht.