Eigenschaftsanalyse geschweißter Leichtbaustrukturen aus Metall/Faser-Kunststoffverbunden mit berührungslosen optischen Messverfahren*

Martin Bos; Gerhard Stelzer; Rainer Renz

doi:10.3139/120.110090

Artikel

Eigenschaftsanalyse geschweißter Leichtbaustrukturen aus Metall/Faser-Kunststoffverbunden mit berührungslosen optischen Messverfahren*

Martin Bos , Gerhard Stelzer und Rainer Renz

Veröffentlicht/Copyright: 28. Mai 2013

Veröffentlicht von

Veröffentlichen auch Sie bei De Gruyter Brill

Manuskript einreichen Informationen für Autor*innen

Aus der Zeitschrift Materials Testing Band 51 Heft 11-12

Kurzfassung

Nach der Beschreibung des Metall-Ultraschallschweißverfahrens am Beispiel eines Metall/CFK-Verbunds aus einer Aluminiumlegierung (AlMg3) mit einem kohlenstofffaserverstärkten Polyamid (CF-PA66) werden vollflächige Dehnungsanalysen der gefügten einschnittigen Überlappverbindung bei unterschiedlichen äußeren mechanischen Belastungen aufgezeigt. Diese experimentellen Verformungsanalysen dienen dazu, die Verfahrensparameter des Fügeprozesses zu optimieren sowie die Finite-Elemente-Simulation mit der Realität abzugleichen. Des Weiteren werden die Einflüsse von Fehlstellen auf das Verformungsverhalten der Verbindung bei äußerer Belastung angesprochen.

Abstract

After describing of the metal ultrasonic welding exemplified by a metal/CFRP made from an aluminium alloy (AlMg3) and from a carbon-fibre-reinforced polyamide (CF-PA66), complete area strain analyses of the joined single-cut overlap are shown at different mechanical loads. Such experimental strain analyses are used to optimize the welding procedure parameters and to correlate the respective finite element simulation to reality. Furthermore, the influences of defects on the deformation behaviour of the joint at external loads are addressed.

Dieser Beitrag erschien bereits im Tagungsband Werkstoffprüfung 2008.

Dipl.-Ing. Martin Bos, geb. 1976, studierte Physik an der TU Darmstadt mit dem Schwerpunkt Optische Messtechnik. Von 2004 bis 2008 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Ressourcengerechte Produktentwicklung der TU Kaiserslautern und ist derzeit als Prüfingenieur beim TÜV Rheinland beschäftigt.

Dr.-Ing. Gerhard Stelzer, geb. 1969, studierte von 1989 bis 1997 Maschinenbau und Verfahrenstechnik an der Universität Kaiserslautern. Von 1998 bis 2003 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Recyclinggerechte Produktgestaltung und Entfertigung (RPE) der TU Kaiserslautern, wo er 2002 promovierte. Seine Dissertation wurde 2003 mit dem Wilfried-Ensinger-Preis ausgezeichnet. Von 2003 bis 2008 war er wissenschaftlicher Assistent am Lehrstuhl für Ressourcengerechte Produktentwicklung (RPE) der TU Kaiserslautern. Seit 2008 ist er dort wissenschaftlicher Assistent am Lehrstuhl für Mechatronik (MEC).

Dr.-Ing. Rainer Renz, geb. 1943, studierte von 1963 bis 1970 Allgemeinen Maschinenbau an der Universität Stuttgart. Von 1970 bis 1978 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkstoffe und danach Fakultätsassistent der Fakultät Maschinenbau an der TU Karlsruhe. 1977 promovierte er dort mit dem Thema „Zum zügigen und zyklischen Verformungsverhalten polymerer Hartschaumstoffe‟. 1978 trat er in die Abteilung Nichtmetallische Werkstoffe der Daimler-Benz AG ein und leitete dort von 1981 bis 1988 die Hauptgruppe Kunststoffe. Von 1988 bis 1993 war Leiter des Referats Sonderwerkstoffe im Fachbereich Zentralwerkstofftechnik und hatte von 1993 bis 1995 die Leitung des Fachgebietes Recycling und Ressourcen im Geschäftsbereich Pkw/Planung und Produktion. Er ist seit 1985 Lehrbeauftragter an der Fakultät für Luft- und Raumfahrt der Universität Stuttgart für das Gebiet Werkstoffkunde für Luftfahrttechnik und ist seit 1994 Honorarprofessor an der Fakultät für Luft- und Raumfahrt der Universität Stuttgart. Von 1995 bis 2008 hatte er den Lehrstuhl für Recyclinggerechte Produktgestaltung/Entfertigung an der Universität/TU Kaiserslautern.

Literatur

1 M.Jauss, R.Emmerich, P.Eyerer: Fügen thermoplastischer Faserverbundwerkstoffe mit Bolzen oder Mikrowellen, Proc. of the 28. Internat. AVK-Tagung 1997, Composites Heute und Morgen, Baden-Baden (1997)Suche in Google Scholar

2 R.Renz, K.Jerdonek, G.Stelzer: Optische Analyse des Deformationsverhaltens von Kunststoffbauteilen bei thermischer und/oder mechanischer Belastung, VDI-Jahrestagung 2007 Kunststoffe im AutomobilSuche in Google Scholar

3 F.Balle, M.Bos, et al: Characterization of ultrasonic metal welded aluminum/CFRP-joints by optical measurement methods, Advanced Engineering Materials, submittedSuche in Google Scholar

4 H.Friebe, D.Winter: Raster- und Moireverfahren, Grauwertkorrelation – Stand der Technik und Entwicklungspotential, GESA-Symposium, GMA-Bericht 29 (1996), S. 169–180Suche in Google Scholar

5 L.Yang, A.Ettemeyer: Strain measurement by three-dimensional electronic speckle pattern interferometry: potentials, limitations and applications, Optical Engineering42 (2003), S. 1257–1266Suche in Google Scholar

6 J.Utzinger, M.Bos, M.Floeck, et al: Computational modelling of thermal impact welded PEEK/Steel single lap tensile specimens, Computational Materials Science (2007)10.1016/j.commatsci.2007.04.015Suche in Google Scholar

Online erschienen: 2013-05-28

Erschienen im Druck: 2009-11-01

Sie haben derzeit keinen Zugang zu diesem Inhalt.

Artikel in diesem Heft

https://doi.org/10.3139/120.110090