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Untersuchung von Faserverbund-Sandwich- Strukturen mit armierten Krafteinleitungsstellen*

Untersuchung unter statischer und zyklischer Beanspruchung
  • René Krämer , Alexander Roth and Di Xiao
Published/Copyright: May 28, 2013
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Materials Testing
From the journal Materials Testing Volume 51 Issue 1-2

Kurzfassung

Im Rahmen der hier dargestellten Untersuchung wurden Faserverbund-Sandwich-Strukturen mit kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff-(CFK-)Decklagen und einem Polymethacrylimid- (PMI-) Schaumstoffkern unter statischer und zyklischer Beanspruchung untersucht. Ziel war es, die eingebrachten Verstärkungsfasern (Armierungen) in der Sandwich-Struktur hinsichtlich der daraus resultierenden besseren mechanischen Eigenschaften zu untersuchen. Die Untersuchung beinhaltet unter konstanten Lastamplituden ermittelte Wöhlerlinien für verstärkte und unverstärkte Prüfobjekte. Als Versagensbild war das Kernversagen im Bereich des Kernes mit niedrigerer Dichte zu erkennen, was typisch für Stumpfstoßverbindungen ist. Durch Einsatz von Armierungsmaterialien kann vor allem bei Sandwich-Strukturen die Lebensdauer von zyklisch beanspruchten Sandwich-Strukturen verbessert werden.

Abstract

Investigation of Sandwich-Structures with Reinforcements Under Static and Cyclic Loading. The investigation deals with fibre reinforced sandwich-structures with face sheets made of carbon fibre reinforced plastics (CFRP) and a polymethacrylimide- (PMI-) foam core under static and cyclical loading. The aim was to investigate the reinforcements in the sandwich-structures with regard to the improvement of the mechanical properties. The testing includes Woehler-lines under constant amplitudes for reinforced and non reinforced specimens. As failure mode core with lower density broke, this is typically for those core junctions. Using reinforcements for sandwich-structures it is possible to improve the durability of sandwich-structures under cyclical loading.

*

Dieser Beitrag erschien bereits im DVM-Bericht 675 — Leichtbaustrategien.

Dipl.-Ing. (FH) René Krämer, geb. 1979, studierte Kunststofftechnik an der Hochschule Darmstadt. 2005 trat er ins Fraunhofer LBF, Institut für Betriebsfestigkeit ein, und war dort für 3 Jahre als Projektingenieur tätig. Sein Aufgabengebiet umfasste Schwingfestigkeitsuntersuchungen an Faserkunststoffverbund-Bauteilen, insbesonde Sandwich-Bauteilen, kurzfaserverstärkte Thermoplaste und langfaserverstärkte Kunststoffe. 2008 wechselte er zur DuPont de Nemours GmbH, wo er als Entwicklungsingenieur/Berechnungsingenieur arbeitet.

Dr.-Ing. Matthias Alexander Roth, geb. 1971, studierte Allgemeinen Maschinenbau an der Technischen Universität Darmstadt mit den Studienschwerpunkten „Faser-Kunststoff-Verbund-Bauweisen‟ und „Leichtbau‟. Von 1999 bis 2004 arbeitete er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter und promovierte am Institut für Verbundwerkstoffe GmbH in Kaiserlautern. 2001 gewann er den von der Arbeitsgemeinschaft Verstärkte Kunststoffe - Technische Vereinigung e. V. (AVK-TV) ausgezeichneten Innovationspreis in der Kategorie ‟Beste Forschungsarbeit”. Anschließend wechselte er zur Evonik Röhm GmbH und war dort zunächst als Manager im Bereich Aircraft tätig. Derzeit ist er dort Leiter der Abteilung "Neu Technologien" für den Bereich Rohacell. Di Xiao schrieb seine Diplomarbeit am Fraunhofer LBF, Darmstadt.

Literatur

[1] D.Zenkert: An introduction to sandwich construction, Royal Institute of Technology, Department of Lightweight Structures, Stockholm, Schweden (1993)Search in Google Scholar

[2] N. N.Diab: Transportmittel-D-10.00-06/01Search in Google Scholar

[3] M. ARoth: Patent DE 203 14 187 U1, Pr.: AT, 08.09.2003Search in Google Scholar

[4] N. N.: DIN 53 293: Prüfung von Kernverbunden, Biegeversuch, Ausg. 2, Berlin (1982)Search in Google Scholar

Online erschienen: 2013-05-28
Erschienen im Druck: 2009-02-01

© 2009, Carl Hanser Verlag, München

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  1. Inhalt/Contents
  2. Inhalt
  3. Vorwort/Editorial
  4. DVM-Tag Leichtbaustrategien
  5. Fachbeiträge/Technical Contributions
  6. Versagensmodellierung von Punktschweiß- und Klebverbindungen unter Crashbelastung*
  7. Einsatz von Simulationswerkzeugen in der Entwicklungskette von ultrahochfesten warmgeformten Strukturkomponenten im Fahrzeugleichtbau*
  8. Untersuchung von Faserverbund-Sandwich- Strukturen mit armierten Krafteinleitungsstellen*
  9. Schadenstoleranz- und Lebensdauernachweise von Hubschrauberfaserverbundrotoren*
  10. Wirtschaftliche Fahrzeugleichtbaukonzepte großer Baureihen*
  11. Mischbau und Funktionstrennung im Automobilbau*
  12. CO2-Potenzial durch Leichtbau beim PKW*
  13. Bauteilprüfung im Entwicklungs- und Validierungsprozess für Kunststoffteile in Leichtbauweise*
  14. Langzeiterfassung seegangsinduzierter Schiffsbewegungen*
  15. Simulation kundennaher Betriebslasten für Fahrwerkkomponenten*
  16. Vorschau/Preview
  17. Vorschau
https://doi.org/10.3139/120.110007

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