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Stefan Titze, M.Sc

Centre for Applied Research

TC Hutthurm

Academic Staff

2.03

08505/919879-38

publications

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Beitrag (Sammelband oder Tagungsband)

M. Petrich
U. Kletzin
Stefan Titze
T.-L. Weimann
L. Thein
J. Feld

Untersuchungen an Faserverbundbändern für Federn unter Torsionsbelastung

pg. 1-15.

(2021)

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Faserverbundkunststoffe (FVK) sind als High-Tech-Materialien für spezielle Zwecke wie Monocoques im Rennsport und in der Luftfahrt oder Premium-Fahrradrahmen etabliert. Darüber hinaus werden sie zunehmend für Funktionsteile und Maschinenelemente verwendet, wenn z.B. Leichtbau oder Chemikalienbeständigkeit, gefordert sind. Die Verbundwerkstoffe kommen auch da zum Einsatz, wo besonders auf die Ermüdungsfestigkeit geachtet werden muss. Fehlendes Spezialwissen und Erfahrung und Richtwerte, insbesondere zu statischen und zyklischen Festigkeiten, erschweren aktuell die Nutzung dieser Materialien u.a. für technische Federn. Um diese Lücke zu verringern und die Entwicklung neuer Anwendungen zu erleichtern, befasst sich dieses Paper mit dem grundlegenden mechanischen Verhalten von Bändern aus faserverstärkten Kunststoffen unter Torsionsbelastung. Zunächst wird eine theoretische Beschreibung gegeben und eine FEM-Simulation mit ANSYS Composite PrepPost entwickelt. Zur experimentellen Untersuchung werden Faserverbundbänder hergestellt und statisch sowie zyklisch bis zum Bruch getestet. Die Messergebnisse werden mit theoretischen Analysen und den zuvor genannten FEM- Simulationen verglichen. Als Beispielapplikation wurde eine Evolutfeder als Hinterbaufeder eines Mountainbikes ausgelegt, exemplarisch aufgebaut und erfolgreich im Rad getestet. Dieser Beitrag erweitert die möglichen Anwendungsbereiche von Faserverbundfedern und zeigt einige Schlüsselaspekte für zukünftige Studien auf.

TC Hutthurm
NACHHALTIG

Beitrag (Sammelband oder Tagungsband)

A. Pedivellano
T. Sinn
T. Lund
J. Gruber
A. Titz
A. Raharijaona
M. Kringer
J. Schmid
M. Garcia
D. Stepanova
A. Drachuck
A. Vlaskin
T. Kubera
Stefan Titze
Mathias Hartmann
P. Faure
B. Garrett
C. Whitney

Power Cube: Applications, Design, Breadboarding and Roadmap of a 1U Deployable 100 W Nanosat Solar Array

In: 72. International Astronautical Congress (IAC)

Dubai

25.10.2021 (2021)

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The need for high power solar arrays comes from the advent of New Space communication applications, initiating the Power Cube project which is carried out under an ESA ARTES contract with DcubeD as prime in partnerships with 3 other German organizations: German Orbital Systems GmbH, AZUR Space Solar Power GmbH and TH Deggendorf. To enable a fast route to TRL9 (and therefore to market), DcubeD has teamed up with CubeSat powerhouse CalPoly (USA) on the PowerSat satellite which has the goal of showing the feasibility of generating and handling large amounts of power on a tiny satellite, here a 3U satellite. The satellite has recently been selected by NASA to be flown in late 2022/ early 2023 with their ELaNa IOD programme. This paper will give an overview on the ESA funded ARTES development activity PowerCube, including the detailed design of the 100W deployable solar array demonstrator as well as its concept trade off. Furthermore, an overview on the IOD mission PowerSat, will be presented.

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Vortrag

A. Pedivellano
T. Sinn
T. Lund
J. Gruber
A. Titz
A. Raharijaona
M. Kringer
J. Schmid
M. Garcia
D. Stepanova
A. Drachuck
A. Vlaskin
T. Kubera
Stefan Titze
Mathias Hartmann
P. Faure
B. Garrett
C. Whitney

Power Cube: Appications, Design, Breadboarding and Roadmap of a 1U Deployable 100 W Nanosat Solar Array

In: 72. International Astronautical Congress (IAC)

Dubai

25.10.2021 (2021)

Abstract anzeigen

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Vortrag

M. Petrich
U. Kletzin
Stefan Titze
T. Weimann
L. Thein
J. Feld

Untersuchungen an Faserverbundbändern für Federn unter Torsionsbelastung

In: Ilmenauer Federntag 2021

Technische Universität Ilmenau Ilmenau

07.10.2021 (2021)

Abstract anzeigen

Faserverbundkunststoffe (FVK) sind als High-Tech-Materialien für spezielle Zwecke wie Monocoques im Rennsport und in der Luftfahrt oder Premium-Fahrradrahmen etabliert. Darüber hinaus werden sie zunehmend für Funktionsteile und Maschinenelemente verwendet, wenn z.B. Leichtbau oder Chemikalienbeständigkeit, gefordert sind. Die Verbundwerkstoffe kommen auch da zum Einsatz, wo besonders auf die Ermüdungsfestigkeit geachtet werden muss. Fehlendes Spezialwissen und Erfahrung und Richtwerte, insbesondere zu statischen und zyklischen Festigkeiten, erschweren aktuell die Nutzung dieser Materialien u.a. für technische Federn. Um diese Lücke zu verringern und die Entwicklung neuer Anwendungen zu erleichtern, befasst sich dieses Paper mit dem grundlegenden mechanischen Verhalten von Bändern aus faserverstärkten Kunststoffen unter Torsionsbelastung. Zunächst wird eine theoretische Beschreibung gegeben und eine FEM-Simulation mit ANSYS Composite PrepPost entwickelt. Zur experimentellen Untersuchung werden Faserverbundbänder hergestellt und statisch sowie zyklisch bis zum Bruch getestet. Die Messergebnisse werden mit theoretischen Analysen und den zuvor genannten FEM-Simulationen verglichen. Als Beispielapplikation wurde eine Evolutfeder als Hinterbaufeder eines Mountainbikes ausgelegt, exemplarisch aufgebaut und erfolgreich im Rad getestet. Dieser Beitrag erweitert die möglichen Anwendungsbereiche von Faserverbundfedern und zeigt einige Schlüsselaspekte für zukünftige Studien auf.

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Zeitschriftenartikel

M. Petrich
Stefan Titze
T. Weimann
U. Kletzin

Examinations on composite strips for springs under torsional load

In: 1st Compendium of Modern Spring Technologies 2021 vol. 2021 pg. 53-60.

(2021)

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Fiber reinforced plastics are well established as high tech materials for special purposes such as monocoques in race sports and aviation or premium bike frames. Moreover, the composite materials are used progressively for functional parts and machine elements. However, the scope of necessary knowledge and required experience may lead to conservative usage. To reduce the gap and facilitate the development of new applications, this paper deals with basic mechanical behavior of strips made of fiber reinforced composites under torsional loading. Therefore, a theoretical description is given and a FEA simulation with ANSYS Composite PrepPost has been developed. On the practical site, composite strips are being manufactured and tested until fracture. The results of measurements are being compared with theoretical analyses and the aforementioned FEA simulations. Furthermore, some specimens have been tested with cyclic torsional loads to develop a first impression of their fatigue behavior. This research may be seen as a contribution to extend the range of composite spring applications and shows some key aspects for future studies.

TC Hutthurm
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Vortrag

M. Petrich
U. Kletzin
Stefan Titze
T. Weimann
L. Thein
J. Feld

Faserverbundbänder für Federn unter Torsionsbelastung - Von der Theorie über Simulationen und Versuche bis zum Applikationsbeispiel . Posterpräsentation

In: Ilmenauer Federntag 2021

Technische Universität Ilmenau Unpublished Ilmenau

07.10.2021 (2021)

DOI: 10.13140/RG.2.2.30310.34886

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Faserverbundkunststoffe (FVK) sind als High-Tech-Bauteile wie Monocoques im Rennsport, in der Luftfahrt oder Premium-Fahrradrahmen etabliert. Fehlendes Spezialwissen, Erfahrung und Richtwerte, insbesondere zu statischen und zyklischen Festigkeiten, erschweren jedoch aktuell die Nutzung dieser Materialien u.a. für technische Federn. Um diese Lücke zu verringern und die Entwicklung neuer Anwendungen zu erleichtern, befasst sich diese Arbeit mit dem grundlegenden mechanischen Verhalten von Bändern aus faserverstärkten Kunststoffen unter Torsionsbelastung. Der Beitrag erweitert die möglichen Anwendungsbereiche von Faserverbundfedern und zeigt einige Schlüsselaspekte für zukünftige Studien auf.

TC Hutthurm
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Vortrag

Petrich M.
Llimpe J. E.
Stefan Titze
U. Kletzin

New Concept for Composite Compression Springs

In: ESF Congress 2017

Taormina, Italien

2017 (2017)

Abstract anzeigen

Springs made of fiber composite materials are being investigated and used for over 50 years now. Today, materials and production technologies provide excellent spring characteristics combined with the advantages of corrosion resistance, mass reduction, internal damping and good fatigue behavior. Nevertheless, commonly used complex spring shapes, e.g. coil/helical springs, and necessary time for curing the resin, slow down the production and increase the costs. In this paper, a new design for compression springs is presented, which is based on the volute spring shape and hence, common fabrics can be used. A theoretical description of these springs was developed. A production method is shown, where the springs are winded and laminated on a cylindrical mold. Furthermore, test springs were produced with glass and carbon fibers and epoxy resin in different geometries. The force-displacement-behavior was measured for these test springs. The results of the measurements are being compared and combined with the theoretical analyses to ensure a good quality of calculation. At least, a short comparison to common metal springs is given and the results are being discussed. The research is a contribution for extending the range of composite spring applications and shows aspects for future developments.

TC Hutthurm
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