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BayWISS-Kolleg Ressourceneffizienz und Werkstoffe www.baywiss.de

Projekte im Verbundkolleg Ressourceneffizienz und Werkstoffe

© Nathan Anderson / unsplash.com

Untersuchung des Impactverhaltens von carbonfaserverstärkten Fiber-Patch-Placement-Laminaten

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.

MITGLIED IM KOLLEG

seit

Betreuer Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg:
Matthias Kornmann

Matthias Kornmann

Hochschule für angewandte Wissenschaften 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

Koordination

Treten Sie mit uns in Kontakt. Wir freuen uns auf Ihre Fragen und Anregungen.

Christian Gadelmeier

Christian Gadelmeier

Koordinator BayWISS-Verbundkolleg Ressourceneffizienz und Werkstoffe

Universität Bayreuth
Lehrstuhl Metallische Werkstoffe

Prof.-Rüdiger-Bormann-Str. 1

95447 Bayreuth

Telefon: +49 92155 6612
ressourceneffizienz-werkstoffe.vk@baywiss.de