Bauweisen
Der Bereich Bauweisen umfasst die beanspruchungs- und fertigungsgerechte Entwicklung von Leichtbaustrukturen aus Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffen (FKV) sowohl für neue Anwendungen als auch für die Substitution bestehender Konstruktionen aus anderen Werkstoffen. Eingesetzt werden Finite-Elemente-
Programmsysteme (ANSYS und ABAQUS) mit speziellen Vernetzungs- und CAD-Programmen (ANSA bzw.
Pro-Engineer) und eigenentwickelte Subroutinen zur Modellierung und Beschreibung von Festigkeit und
Versagensmechanismen von FKV (Festigkeitskriterien, Degradation, nicht-lineare Materialmodelle, Einheitszellenmodellierung, Varianzanalyse).
| Branchen | Anwendungen (Beispiele) |
|---|---|
| Luftfahrt | Rumpf- und Leitwerkstrukturen Hochauftriebskomponenten |
| Automobilbau | Karosserie- und Fahrwerkstrukturen |
| Maschinenbau | Schnell bewegte Maschinenteile |
| Sport und Freizeit | Fahrradrahmen |
| Medizintechnik | Röntgentransparente Implantate |
| Energie | Druckbehälter |
Spezielle Leistungmerkmale
- Validierung von Konstruktion und Berechnung durch experimentelle Prüfung
- FE-Einheitszellenmodell zur Steifigkeits- und Festigkeitsvorhersage 3D-verstärkter Laminate
- Berücksichtigung von nichtlinearem Werkstoffverhalten
- Kopplung zahlreicher Monitoringsmöglichkeiten (optische 3D-Verformung, Acoustic Emission, in-situ CT, ..)
- Mehraxiale Prüfung (bis zu 6 Prüfzylinder)
- Algorithmus zur Faserwinkelbestimmung aus CT-Messung
- Expertise zu Lasteinleitung in dickwandige Bauteile
- Druckbehältertool (vom Wickelprozess bis zur Auslegung)
- Topologieoptimierung
Typische Werkstoffe
- GFK
- CFK
- Kontinuierlich faserverstärkte Polymere
Typische Fragen
- Wie kann ich Lasten in ein FKV-Bauteil einleiten ohne signifikante Spannungsüberhöhung zu erzeugen und tragende Fasern zu unterbrechen?
- Können bei Belastung einer FKV-Struktur die 3D-Dehnungen im Bauteilinneren online sichtbar gemacht werden?
- Ist es möglich, mit der Faser-Kunststoff-Verbundbauweise dynamische Parameter wie Eigenfrequenzen oder Dämpfung gezielt zu beeinflussen?
