nach oben
Meine Merkliste
Ihre Merklisteneinträge speichern
Wenn Sie weitere Inhalte zu Ihrer Merkliste hinzufügen möchten, melden Sie sich bitte an. Wenn Sie noch kein Benutzerkonto haben, registrieren Sie sich bitte im Hanser Kundencenter.

» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.
Ihre Merklisten
Wenn Sie Ihre Merklisten bei Ihrem nächsten Besuch wieder verwenden möchten, melden Sie sich bitte an oder registrieren Sie sich im Hanser Kundencenter.
» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.

« Zurück

Ihre Vorteile im Überblick

  • Ein Login für alle Hanser Fachportale
  • Individuelle Startseite und damit schneller Zugriff auf bevorzugte Inhalte
  • Exklusiver Zugriff auf ausgewählte Inhalte
  • Persönliche Merklisten über alle Hanser Fachportale
  • Zentrale Verwaltung Ihrer persönlichen Daten und Newsletter-Abonnements

Jetzt registrieren
English
Merken Gemerkt

Experimentelle Untersuchung und numerische Simulation des Crashverhaltens von Faserverbundwerkstoffen

Die Entwicklung einer Frontstruktur für Kraftfahrzeuge in Faserverbundbauweise erfordert eine umfassende Kenntnis des Crash- und Energieabsorptionsverhaltens dieser Hochleistungsverbundwerkstoffe. Crashbelastete, dünnwandige metallische Strukturen versagen überwiegend durch Beulen und nachfolgendem Falten der Struktur. Die Aufprallenergie wird dabei durch plastische Deformation absorbiert. Das Crashverhalten von Faser-Kunststoff-Verbunden ist beeinflusst durch die Faser- und Matrixeigenschaften, dem Faservolumengehalt, der Faserorientierung, dem Laminataufbau, der Bauteilgeometrie und dem Trigger-System. Die Energie wird durch multiples Faser-, Matrix- und Interfaceversagen, Faserauszug und Delamination der Laminatschichten absorbiert.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Crash- und Energieabsorptionsverhalten von glasfaserverstärkten Vinyl- und Polyesterharzen grundlegend untersucht. Als Probekörper wurden einfache zylindrische, quadratische und konusförmige Rohrelemente verwendet, die im Wickel- und Handlaminierverfahren gefertigt wurden. Für die Durchführung der Crashtests wurden zwei Katapult-Crashanlagen unterschiedlicher Leistungscharakteristik entwickelt und aufgebaut. Die Konstruktion, die Instrumentierung sowie die Messdatenerfassung und -auswertung werden ausführlich beschrieben. Untersucht wurden der Einfluss der Trigger-Gestaltung, der Bauteilgeometrie, des Laminataufbaus und der Faserorientierung. Es wird gezeigt, dass FKV-Crashelemente eine deutlich höhere spezifische, auf das Bauteilgewicht bezogene, Energieabsorption aufweisen, als die zu Vergleichszwecken geprüften Aluminiumrohre.

Im zweiten Teil der Arbeit wurde das Crashverhalten von Hochleistungsverbundwerkstoffen numerisch simuliert. Zur Verifikation von Simulation und Experiment wurde auch das Crashverhalten von Aluminiumrohren simuliert und mit den Versuchsergebnissen verglichen. Dabei konnte eine sehr gute Übereinstimmung von Experiment und Simulation festgestellt werden. Im weiteren Schritt wurden Composite-Materialmodelle für Volumen- und Schalenelemente entwickelt und in den expliziten FE-Code DYNA3D implementiert. Die Materialmodelle wurden durch Nachrechnung von Versuchen an zylindrischen und quadratischen Rohrprobekörpern getestet und validiert. Der Vergleich von Experiment und Simulation zeigte vor allem bei den globalen Crashkennwerten eine zufriedenstellende bis gute Übereinstimmung. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die verwendeten Schalenelemente das Versagensverhalten der Laminate nur eingeschränkt wiedergeben können. Um die Prognosefähigkeit zu verbessern, sind die Materialkennwerte in kurzzeitdynamischen Versuchen zu ermitteln. Verbesserte Materialmodelle für Schalenelemente sollten auch Delaminationen abbilden können.

Read this abstract in English at Kunststoffe-international.com
 Martin Maier

Martin Maier
FB Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Universität Kaiserslautern

Informationen

Freie Schlagwörter: Faser-Kunststoff-Verbund, -Energieabsorption, Crashsimulation, Materialmodelle, Crashtest
Institut / Lehrstuhl: Fachbereich Maschinenwesen der Universität Kaiserslautern
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. M. Neitzel (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. W. Steinhilper, Prof. Dr.-Ing. A. Weber
Erscheinungsjahr: 1990
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

Weitere Informationen

Über die Dissertationsbank

In Zusammenarbeit mit dem Wissenschaftlichen Arbeitskreis Kunststofftechnik stellen wir Ihnen kostenfrei aktuelle Dissertationen aus dem Themengebiet der Kunststofftechnik zur Verfügung.


Weitere Informationen und Kontakte

Zur WAK-Homepage

Kunststoffe im Automobil

Zum Special