Onderzoek naar vermoeiing in aluminium en staal

NLR heeft eind oktober zijn handtekening gezet onder een publiek-privaat samenwerkingsverband met Fokker, Embraer en Wärtsilä. De TU Delft en de luchtmacht zijn ook betrokken bij de samenwerking. Het doel van het project ‘Prediction of fatigue in engineering alloys (PROF)’ is het verbeteren van het voorspellen van vermoeiing, ook wel haarscheurtjes genoemd, in aluminium en staal en het overdragen van nieuwe inzichten op dit gebied aan industriële partijen.

Wereldwijd wordt het jaarlijks verlies van engineering componenten en constructies door vermoeiing geschat op miljarden euro’s. Nieuwe fundamentele inzichten in het gedrag van vermoeiing kunnen bijdragen aan het ontwikkelen van materialen die beter bestand zijn tegen vermoeiing en het verlengen van de levensduur van bestaande componenten en constructies. Zo wordt de levensduur van vliegtuig constructies bepaald door een verhoogde kans op falen door vermoeiing. Door nauwkeurigere voorspellingen van vermoeiing kan het vliegtuig langer doorvliegen, waarmee een bijdrage wordt geleverd aan het duurzamer gebruik van energie en grondstoffen.

Kennisoverdracht
Het vierjarig project is onderdeel van het Materialen Transitie Programma dat door de overheid is opgezet om materiaalkennis die aanwezig is bij NLR en TNO breder weg te zetten in de industrie. In de luchtvaartsector speelt vermoeiing een belangrijke rol en door de jaren heen is er veel kennis opgebouwd waar ook andere sectoren gebruik van kunnen maken. NLR en de TU Delft zijn altijd belangrijke spelers geweest op het gebied van vermoeiingsonderzoek en zijn dat nog steeds, maar op het gebied van fundamentele kennis is er wereldwijd weinig voortgang geboekt in de laatste 25 jaar.

Nauwkeurige metingen
In het project zullen bij NLR zeer nauwkeurige metingen op scheurgroei in aluminium en staal worden uitgevoerd om zo tot een beter fysisch model te komen. De metingen worden uitgevoerd over een scala van scheurlengtes. Vermoeiingscheuren blijven lange tijd erg klein en het nauwkeurig bepalen van de scheurgroeisnelheid van kleine scheuren is daarom van belang voor een goede voorspelling van de levensduur. Voor het meten van scheurgroeisnelheden van zeer kleine scheuren wordt gebruik gemaakt van een elektronenmicroscoop. Daarnaast zullen er testen worden gedaan om de invloed van het milieu en variërende belastingen te meten en te voorspellen. Hiervoor komt onder andere een promotieplek beschikbaar bij de Luchtvaart- en Ruimtevaartfaculteit van de TU Delft. Het totale onderzoeksbudget is 675.000 euro, maar dat kan nog oplopen omdat het project open staat voor nieuwe industriële partijen.