Faserverstärkte Kunststoffe sind aufgrund ihrer hohen gewichtsspezifischen mechanischen Eigenschaften für den Leichtbau prädestiniert. Dadurch kann die Produktivität von Maschinen durch eine höhere Beschleunigung gesteigert oder der Kraftstoffverbrauch von Verkehrsmitteln gesenkt werden. Bei dem Fiber Patch Placement (FPP) Verfahren wird ein Faserband in Streifen, sogenannte Patches geschnitten. Diese werden auf einer Form abgelegt und je nach Matrixsystem mit den entsprechenden Verfahren weiterverarbeitet. Durch die diskontinuierlichen Patches können geometrisch komplexe Faserverbundwerkstoffe und kurvenförmige Verstärkungen hergestellt werden. Dadurch kann die Faserrichtung an gekrümmte Lastpfade angepasst werden. Infolge dieser Ausrichtung der Patches steigt die Steifigkeit und die Festigkeit des Laminates an und der Werkstoff wird optimal ausgenutzt. Von endlosfaserverstärkten Kunststoffen ist bekannt, dass Laminate nach einer Schlagbeanspruchung (Impact) zur Ablösung der einzelnen Schichten (Delamination) neigen. Diese ist auf der Schlagseite kaum oder nicht sichtbar, das Laminat ist im Inneren jedoch stark beschädigt. Der Impactvorgang dieser FPP-Laminate ist noch nicht untersucht und soll numerisch mit Hilfe der Finiten Elemente Methode und der Peridynamik simuliert werden. Anschließend erfolgen Verifizierung und Validierung der Simulationsergebnisse durch Versuche. Hierbei wird insbesondere das Delaminationsverhalten des Laminats untersucht. Das relativ neue Berechnungsverfahren der Peridynamik ist gut dazu geeignet Diskontinuitäten abzubilden. Diese treten bei Impactbelastungen in Form von Zwischenfaserbrüchen, Faserbrüchen und Delaminationen auf.
Untersuchung des Impactverhaltens von carbonfaserverstärkten Fiber-Patch-Placement-Laminaten
MITGLIED IM KOLLEG
seit
Prof. Dr.-Ing. André Baeten
Betreute Projekte:
Prof. Dr.-Ing. Michael Kupke
Betreute Projekte:
Matthias Kornmann
Technische Hochschule Augsburg
Master of Science
- Bachelor-Studium „Maschinenbau und Verfahrenstechnik“ an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg
Titel „Beitrag für eine Konzeptstudie zur Integration eines CFK-Wellenkörpers mit
Lasteinleitungselementen in Mischbauweise“
- Master-Studium “Maschinenbau und Werkstofftechnik” an der Hochschule Aalen
Titel „Beitrag zur numerischen Analyse von Fertigungseinflüssen am Beispiel
einer ausgleichenden CFK-Struktur“
- Promotionsprojekt zum Thema Untersuchung des lmpactverhaltens von carbonfaserverstärkten Fiber-Patch-Placement-Laminaten an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg in Kooperation mit der Universität Augsburg
Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg
An der Hochschule 1, 86161 Augsburg
matthias.kornmann@hs-augsburg.de
