NASA testet größte Dosenpresse

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Offline STS-125

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NASA testet größte Dosenpresse
« am: 23. März 2011, 17:54:16 »
Am Marshall-Spaceflight Center wird gerade ein Test durchgeführt. Dazu wird versucht, einen Treibstoff tank einer Raketenstufe mit einer überdimensionalen Dosenpresse zu zerdrücken. Man erhofft sich davon eine Gewichtsersparnis bei Raketenstufen.

Mehr Infos: http://www.nasa.gov/topics/technology/features/buckling.html
Livestream: NASA MSFC

mfg STS-125

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Offline STS-125

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Re: NASA testet größte Dosenpresse
« Antwort #1 am: 23. März 2011, 20:23:28 »
Hier noch ein Bild von den Vorbereitungen:



Der Tank wurde erfolgreich zerdrückt, was im Livestream auch gut zu erkennen war. Bilder davon habe ich allerdings noch keine gefunden.

mfg STS-125

runner02

  • Gast
Re: NASA testet größte Dosenpresse
« Antwort #2 am: 23. März 2011, 21:17:09 »
Gibt es eigentlich eine Stellungnahme dazu, was genau man bezweckt?

Will man die Schwachstellen finden, und Starke Stellen, wo man sparen kann?

Oder generell den Tank dünner machen?

endrimac

  • Gast
Re: NASA testet größte Dosenpresse
« Antwort #3 am: 25. März 2011, 17:50:46 »
Also die Amerikaner haben schon Ideen.  ::)

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Offline rhlu

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Re: NASA testet größte Dosenpresse
« Antwort #4 am: 25. März 2011, 20:12:47 »
Hallo runner

Auf den Bildern sieht das aus wie ein Schnitt durch Schaum. Als Beispiel wäre da Flüsterasphalt (offen poriger Asphalt) eine halbwegs vergleichbare Anwendung. Eine löchrige Struktur die trotzdem stabil ist.
Wenn ich den Artikel richtig interpretiere wurde erst mit Aluminum-Lithium Legierungen ein "bisschen" kleiner probiert bevor neue Verbundwerkstoffe ebend mit dieser Riesenpresse getestet werden. Jetzt versteh ich leider nicht wirklich ob sie sich die 20 Prozent Gewichtsersparniss für den kompletten Tank oder nur für die äussere Hülle erhoffen?

Löcher in der Aussenhülle ob das im Windkanal tut?

Offline R2-D2

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Re: NASA testet größte Dosenpresse
« Antwort #5 am: 25. März 2011, 22:18:56 »
Also mit Schaum oder Flüsterasphalt hat das nun gar nicht zu tun!
Da ist nur ein Muster auf der Außenhaut, um während des Beultests die Verformungen des Zylinders optisch messen zu können.

("The polka dot pattern applied to the barrel allows the engineering team to capture precise measurements of the deformations of the test article during the test using a technique called photogrammetry, the practice of determining the geometric shape of an object from images.")

Verbundwerkstoffe sollen hier auch nicht getestet werden, sondern nur Al-Li. Bisher haben sie Vortests mit kleineren Zylindern gemacht, jetzt soll der große Zylinder mit 8.38m Durchmesser drankommen.
Die Gewichtsersparnis von 20% wird m.M.n. für die reine Zylinderstruktur (und evtl. den Rest der äußeren Tankstruktur) erwartet - bei einem kompletten Tank kommen dann noch weitere Systeme hinzu, die hier ja gar nicht getetestet werden.

Gruß

runner02

  • Gast
Re: NASA testet größte Dosenpresse
« Antwort #6 am: 26. März 2011, 20:24:33 »

Verbundwerkstoffe sollen hier auch nicht getestet werden, sondern nur Al-Li.


Ich habe mir gedacht Lithium ist so teuer und so selten??
Und für so riesen Tanks hat man genug Litium??  :o

tobi453

  • Gast
Re: NASA testet größte Dosenpresse
« Antwort #7 am: 26. März 2011, 21:18:37 »
Schau hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Aluminium-Lithium-Legierung

Der Lithium-Anteil ist nur wenige Prozent.

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Offline rhlu

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Re: NASA testet größte Dosenpresse
« Antwort #8 am: 31. März 2011, 19:52:31 »
Danke für die Richtigstellung R2D2

Der Test war laut: http://www.nasa.gov/topics/technology/features/buckling2.html  erfolgreich.
Auf ein paar Fotos kann man sehen wie sich die Struktur verformt.
Es wird auch geschrieben das man mit diesen und anderen Simulationsdaten die Sicherheitsmarge von aktuell und zukünftig verwendeten Materialien genauer definieren kann.
Vielleicht liest jemand versierteres etwas genaueres heraus wo ich ja mit Schaum und Asphalt schon komplett daneben gelegen hab :D

Offline R2-D2

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Re: NASA testet größte Dosenpresse
« Antwort #9 am: 01. April 2011, 09:31:50 »

Falls es jemanden interessiert, kurz ein paar (einfache) Hintergrundinfos:

Bei dünnwandigen Zylinderstrukturen unter Druckspannungen - wie bei einem Raketentank, aber z.B. auch einem Silo - ist (meist) die Stabilität der kritische Punkt. Hierbei geht es nicht um Festigkeitsversagen, sondern die Struktur versagt durch Beulen.

Beim Beulen ergeben sich spezielle (regelmäßige) Muster in der Struktur, je nach Geometriebedingungen. Diese sieht man z.b. auch bei beim Zerquetschen einer Cola-Dose.

Die kritische Beullast kann man analytisch recht einfach berechnen. Allerdings gilt die dabei angewandte Formel nur für ideale Kreiszylinder. In der Realität gibt es aber keinen idealen Zylinder, es sind immer Imperfektionen wie kleine Geometrieabweichungen und unterschiedlichen Wandstärken vorhanden. Deshalb beult ein realer Zylinder deutlich vor der theoretischen Beullast. Deshalb gibt es Abminderungsfaktoren, engl. "Knock-Down-Factors", auf die ideale Beullast. Der Abminderungsfaktor kann dabei kleiner als 0.2 sein (!)

Für den Abminderungsfaktors gibt es wiederum viele verschiedene Berechnungsmethoden, die aber vielmehr Abschätzungen sind und auf Testergebnissen beruhen. Hier hat u.a. die NASA Erfahrungen aus früheren Programmen (v.a. Saturn).
Mit dem neuen Testprogramm sollen diese Faktoren neu und genauer bestimmt werden, speziell auch für Al-Li-Legierungen. Man erhofft sich hier eine Verbesserung der Auslegungsmethodik. Wenn man Konservatismen herausnehmen kann (zu klein angenommene Abminderungsfaktoren), kann man die Tanks zukünftig leichter bauen...

OK, ich denke das reicht für's erste.

Im Netz gibt es eine Vielzahl von Literatur dazu, ein Standardwerk ist z.B. die "NASA SP-8007" - einfach mal auf dem Nasa-Server suchen
http://ntrs.nasa.gov/search.jsp


Gruß


P.S. Die Nasa will in der Zukunft doch auch noch Kohlefaser-Strukturen testen...