Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau (HoMaba) - Berechnungskonzepte, Kennwertanforderungen, Kennwertermittlung; Teilvorhaben 9: Kennwertermittlung und Entwicklung von Prüfmethoden für holzbasierte Werkstoffe im Maschinenbau - Akronym: HoMaBa

Anschrift
Technische Hochschule Rosenheim
Hochschulstr. 1
83024 Rosenheim
Kontakt
Prof. Torsten Leps
Tel: +49 8031 805-2337
E-Mail schreiben
FKZ
22003318
Anfang
01.11.2018
Ende
30.04.2022
Ergebnisverwendung
Im Rahmen der Kompetenzgruppen Vollholz/Furnier und Faserverbund beziehen sich die wesentlichen wissenschaftlich-technischen Ergebnisse der THRO vorwiegend auf den Fachbeitrag zur belastungs- und werkstoffabhängigen Prüfmethodenentwicklung, Kennwertgenerierung und Auswertung für Berechnungs- und Simulationskonzepte. In der Kompetenzgruppe Vollholz/Furnier lag der Fokus auf den Holzarten Buche und Birke. Für beide Holzarten wurden von der THRO Vollhölzer, Furniere und/oder Faser- und Lagenwerkstoffe zur iterativen Prüfmethodenentwicklung und Kennwertermittlung unter Zug-, Druck- und Biegebeanspruchungen im Rahmen vielzähliger Untersuchungen geprüft. Für Vollhölzer wurden in Abhängigkeit der anatomischen Richtungen L, R und T unter Zug-, Druck- und Biegebeanspruchungen geeignete Prüfvorschriften, Probengeometrien (inkl. Herstellungsmethode), Prüfsetups und Auswertemethoden herausgearbeitet. Besonders hervorzuheben sind dabei die erfolgreichen Anstrengungen zur simultanen Messung zweier Ebenen einer Probe, was den Prüfaufwand erheblich reduziert und auch die Genauigkeit verbessert. Furniere wurden mit selber Zielstellung unter Zugbeanspruchung in den Dicken 1, 2 und 3 mm in nativer Form unter den Faser-Last-Winkeln von 0° und 90° untersucht. Weiterhin wurden extern bezogene und intern hergestellte Lagenhölzer mit unterschiedlich dicken Einzellagen (1, 2 und 3 mm) hinsichtlich einer Zug,- Druck- und Biegebelastung charakterisiert. Im Rahmen der Kompetenzgruppe Faserverbund fokussierte sich die THRO auf die Untersuchungen (Zug und Druck) von extern bezogenen UT-HDF Platten und von projektintern hergestellten HDF/MDF Faserwerkstoffen mit unterschiedlichen Dichtezuständen. Für Faserwerkstoffe wurden in Abhängigkeit der Lage in Plattenebene im Rahmen vielzähliger Untersuchungen unter Zug- und Druckbeanspruchungen geeignete Prüfvorschriften, Probengeometrien (inkl. Herstellungsmethode), Prüfsetups und Auswertemethoden herausgearbeitet.
Aufgabenbeschreibung
Der Einsatz von Holz und Materialkombinationen aus Holz gewinnt gerade im Maschinen und Anlagenbau zunehmend an Bedeutung. Hierfür sind jedoch eine genaue Validierung und Charakterisierung der Materialeigenschaften notwendig. Besonders in Hinblick auf Plastizität, Bruchmechanik und dynamische Eigenschaften fehlen der Holzbranche bisher jedoch entsprechende Kennwerte, wodurch neue Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen oftmals nicht in Betracht gezogen werden. Um Holz und Holzwerkstoffen zukünftig den Zugang in den mengenmäßig wichtigen Absatzmarkt des Maschinen- und Anlagenbaus zu ermöglichen, müssen analog zum Bauwesen allgemeingültige Verfahren zur Kennwertermittlung und zu Berechnungsverfahren entwickelt und formuliert werden. Auf Grundlage dieses Hintergrundes bestand das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens HoMaba darin, gültige Voraussetzungen für eine geregelte Verwendung von Holz sowie von Holz- und Faserwerkstoffen für praktische Anwender im Maschinen- und Anlagenbau zu schaffen. Das Konsortium setzte sich aus neun technisch-wissenschaftlichen Instituten aus Deutschland zusammen, die eine ausgewiesene Expertise auf den Gebieten der Holztechnologie und -wissenschaft, des Maschinenbaus sowie der Materialmodellierung auszeichnet. Basierend auf den Anforderungen an die Kennwerte im Maschinenbau sowie den damit verbundenen Anforderungen zur Entwicklung eines Berechnungs- und Simulationskonzeptes lag der Fachbeitrag der THRO vorwiegend im Rahmen der Entwicklung von Prüfmethoden sowie der Kennwertermittlung. Diese partnerübergreifenden Entwicklungsschritte waren Voraussetzung für die Validierung der experimentell und simulativ erzeugten Ergebnisse durch einen Demonstrator sowie den Aufbau einer Kennwert-Datenbank. Im Rahmen des Verbundvorhabens setzte die THRO ihre Schwerpunkte in die Kompetenzgruppen Vollholz/Furnier und Faserverbund.

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