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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-01-01 - 2022-09-30

Ziel des Projektes ist die systemintegrierte und belastungsabhängige Bewertung der Langzeitzuverlässigkeit von Hochgeschwindigkeitsweichen mit Schwerpunkt auf Rissinitiierung und Risswachstum ausgehen vom Schienenfuß beweglicher Kreuzungspunkte. Das Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung eines detaillierten Verständnisses der Dynamik des gesamten nichtlinearen Systems "Radsatz - Schiene - Feste Fahrbahn - Boden", wobei einerseits der Einfluss der Steifigkeit der Platte, des Betonasphaltmörtels und des Bodens und andererseits die niederamplitudigen, hochzyklischen Schwingungen aus dem Rad-Schiene-Kontakt auf die Belastung der Weichenschienen erfasst werden. Letztlich sollen die Eckpfeiler für ein integriertes Instandhaltungskonzept für Hochgeschwindigkeitsübergänge geschaffen werden. Das vorliegende Projekt selbst ist Teil des gemeinsam definierten Forschungsprogramms des COMET K2 Center on "Integrated Computational Material, Process and Product Engineering (IC-MPPE)" und unterstützt die Erreichung der in diesem Forschungsprogramm definierten Ziele. Die Beteiligung der BOKU (IPM) liegt in der Charakterisierung des Ermüdungsverhaltens von R260 Stahl im Bereich sehr hoher Lastspielzahlen mittels Ultraschall-Ermüdungsversuche.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-04-01 - 2024-03-31

Um die Reichweite und Energieeffizienz von Elektrofahrzeugen erhöhen zu können, muss das Gewicht von Batterien reduziert und der zur Verfügung stehende Raum im Unterboden zwischen Fahrschemel und Hinterachse bestmöglich genutzt werden. Aluminium als Werkstoff für Batteriegehäuse weist ein hohes Leichtbaupotential auf, ist aber hinsichtlich Brandschutz, Kosten und ökologischem Fußabdruck bei der Herstellung nachteilig. Das gilt auch für faserverstärkte Kunststoffe. Mit Elektromobilität gewinnt der ökologische Fußabdruck in der Herstellung und End-of-Life Phase gegenüber der Nutzungsphase an Bedeutung: Nur unter günstigsten Bedingungen amortisiert sich der erhöhte fertigungsbedingte CO2-Ausstoß durch Aluminium und CFK Leichtbau in der Nutzungsphase. Ein Ansatz zur Reduktion des Gewichts und des Fußabdrucks in der Nutzungsphase als auch des Bauraums und der Kosten von Batterien ist die Funktionsintegration, also, dass Bauteile mehrere multiphysikalische Funktionen übernehmen: Thermoregulierung, Vibrations-Dämpfung, Impakt-Energie-Dissipation, Brandschutz, elektromagnetische Schirmung, … Erfolgt diese Funktionsintegration mit Hilfe biobasierter Laminate kann auch die Umweltbilanz in den Phasen vor und nach der Nutzung aufgebessert werden. Durch die Kombination Holz und Stahl in einem Batteriegehäuse können günstige strukturmechanische und thermische Eigenschaften beider Materialien einander komplementieren und daher genutzt werden. Im Projekt Bio!LIB soll nachgewiesen werden, dass durch die Kombination dieser Werkstoffe ein (1) exzellentes Temperatur-Management und (2) Crash-Verhalten, (3) eine verbesserte Vibrations-Dämpfung und (4) ein exzellentes Eingrenzen eines thermischen Durchgehens (auf dem Niveau aktueller State-of-the Art Gehäuse und darüber) erreicht werden kann. Zusätzlich jedoch wird durch eine Funktionsintegration (5) eine Reduktion von Bauraum und Gewicht ermöglicht, bei geringen Kosten und (6) geringerem ökologischen Fußabdruck im Vergleich zu einem Aluminium Gehäuse. Dieser Nachweis erfolgt anhand eines Segments (in Modul bzw. Zellstapelgröße) eines Batteriegehäuses. Dabei werden auch relevante Aspekte der Verbindungs-, Fertigungstechnik, der Dauerhaftigkeit, sowie der Materialtrennung und des Recyclings untersucht, um Fertigungskosten als auch ökologischen Fußabdruck zu minimieren.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2021-02-01 - 2022-01-31

Das Projekte ThermoCluster BBT beschäftigt sich mit der grundlegenden Erhebung und Beurteilung des tunnelthermischen Potentials des Brenner Basistunnels, der Komponentenplanung der geothermischen und tunnelbautechnischen Bauteile sowie der Analyse des bestehenden Wärme- und Kältebedarfs naheliegender Verbraucher (Bedarfssituation) und der notwendigen Leitungs- und Anlagentechnik. Ziel ist die Ermittlung des aus der Tunnelanlage langfristig technisch nutzbaren Ausmaßes an geothermischer Energie sowie die langfristige Gewährleistung der bestmöglichen Aufbereitung bzw. Bereitstellung der tunnelthermischen Energie. Zentrale Punkte sind die Erstellung von Nutzungskonzepten v.a. hinsichtlich des geothermischen Wärmebereitstellungspotenzials in Form anfallender Tunnelwässer, der Zu- und Abluft sowie der oberflächennahen Erdwärmenutzung in unmittelbarem Nahbereich der Verbraucher (Wohnsiedlungsgebiete, Gewerbezonen, etc.), die Erhebung der Bedarfssituation hinsichtlich des Bestandsnetzes sowie die Erfassung der technischen Möglichkeiten zur Verschränkung der neuen und bestehenden Wärmesysteme. Neben der Ermittlung der Nutzungspotentiale ist auch eine Abschätzung möglicher Nutzungseinschränkungen, sowohl hinsichtlich technischer als auch wirtschaftlicher Machbarkeit, notwendig.

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