Am Thermo-Mechanical-Fatigue (TMF)-Prüfstand werden Schubkammerstrukturen unter thermischen Lasten, wie sie für Raketenantriebe repräsentativ sind, getestet. Mit Zuhilfenahme einer Bildkorrelationssoftware können die aufgenommenen Stereofotos dazu verwendet werden, 3D-Oberflächendeformationsfelder zu berechnen.
Der Schwerpunkt der Arbeit der Gruppe Strukturen liegt auf:
der thermomechanischen Analyse,
dem Materialverhalten sowohl unter einmaliger Belastung als auch unter zyklischen Lastwechseln,
der aus diesen Lastwechseln resultierenden (materialermüdungsbedingten) Lebensdauer (LCF bzw. HCF),
der Wasserstoffversprödung,
sowie dem Einfluss reduzierender und oxidierender Strömungen auf die Lebensdauer.
Es werden numerische Modelle für die folgenden Raketentriebwerkskomponenten entwickelt:
Injektorkopfstrukturen,
Brennkammerwandstrukturen,
Düsenwandstrukturen,
Düsenerweiterungswandstrukturen,
Impeller von Turbopumpen,
sowie Turbinenschaufeln von Turbopumpen.
Zur experimentellen Untersuchung der thermomechanischen Ermüdung von Brennkammerwand- und Düsenwandstrukturen steht ein Prüfstand zur Verfügung, an dem unter kontrollierten Bedingungen zyklische Lasten bei repräsentativen Wärmeströmen von bis zu 25 MW/m2 simuliert werden können. Ziel dieser experimentellen Untersuchungen ist die Validierung und (falls erforderlich) Verbesserung bzw. Entwicklung von numerischen Lebensdauervorhersagemodellen.
