ISBN 9783843941785

978-3-8439-4178-5, Reihe Ingenieurwissenschaften

Holger Josef Lang
Numerische Analyse des strukturmechanischen Verhaltens von metallischen intrinsischen 3D-Verstärkungen für Faserverbund-Joints

230 Seiten, Dissertation Technische Universität München (2019), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die Forderung nach Energie- und Ressourcenschonung führte in den vergangenen Jahren zu einer Zunahme des Einsatzes von Faserverbundwerkstoffen v.a. im Transportsektor. Während beim grundlegenden Design immer mehr die Charakteristika von Composite-Werkstoffen Berücksichtigung finden, trifft dies auf die verwendeten Fügeverfahren oftmals nur mit Einschränkungen zu, was dazu führt, dass ein nicht unwesentlicher Teil des Leichtbaupotentials dieses innovativen Materials nicht genutzt wird.

Im Fokus der nachfolgenden Arbeit steht eine Verstärkungsmethode für Klebungen von Faserverbundkomponenten. Diese wird durch die Implementierung von intrinsischen metallischen Elementen in die Klebung erreicht, welche durch Stanzen und Biegen aus dünnen Metallblechen, also einem automatisierbaren und kosteneffizienten Herstellungsprozess, gefertigt werden. Durch die Integration dieser in eine Verbindung von Faserverbundkomponenten wird ein zusätzlicher Formschluss auf Mikroebene generiert, durch welchen eine Verbesserung der strukturmechanischen Eigenschaften erreicht werden kann, ohne den Kraftfluss durch die Fasern großflächig zu unterbrechen.

Die Zielsetzung der folgenden Ausführungen liegt in der Analyse der strukturmechanischen Eigenschaften der Verstärkungsmethode mittels der Finiten-Elemente-Methode.

Zusammenfassend zeigte sich durch die durchgeführten Analysen, dass durch die dargestellte Verstärkungsmethode für Composite-Klebungen eine signifikante Verbesserung der strukturmechanischen Eigenschaften erreicht werden kann und eine Alternative für bisher angewandte metallische Formschlusselemente besteht.