MCFK

Funktionsintegration mit metallischen Endlosfasern

Trotz überlegenen gewichtsspezifischen mechanischen Eigenschaften von duroplastischen kohlenstoff-faserverstärkten Kunststoffen (CFK) sind oftmals das spröde Versagensverhalten unter Zug- und Biegebeanspruchungen sowie die daraus resultierend geringe Schadenstoleranz und Strukturintegrität ein Ausschlusskriterium für diese Werkstoffe. Weitere anwendungsbezogene Ausschlusskriterien folgen aus der verglichen mit metallischen Leichtbauwerkstoffen eher geringen elektrischen Leitfähigkeit. Bisherige Untersuchungen zeigen, dass die Integration duktiler Stahlfasern in CFK eine signifikante Verbesserung der Schadenstoleranz und der Crashperformance bei gleichzeitiger Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit ermöglicht. Abhängig vom Anteil der Stahlfasern, ihrer individuellen Eigenschaften, der Laminatarchitektur eines derartigen Hybridlaminats und der angewandten Hybridisierungsstrategie bieten die eingebetteten Stahlfasern aufgrund ihrer hohen Bruchdehnung alternative Lastpfade und ermöglichen so die Lastaufnahme auch nach dem Versagen der spröden Kohlenstofffasern.

Während vorangegangene Untersuchungen das Potenzial dieses Hybridmaterials bewiesen, konzentrieren sich die aktuellen Arbeiten darauf die verschiedenen Mechanismen des Materialverhaltens vor, nach und während des Versagens Kohlenstofffasern zu verstehen und zu beschreiben. Hierfür werden umfangreiche experimentelle Untersuchungen sowie numerische Methoden zur Materialcharakterisierung und -beschreibung angewendet.

Ansprechpartner

M.Sc.

Jan Rehra

Wiss. Mitarbeiter Mechanische Charakterisierung & Modellierung

Telefon: +49 631 2017 108

jan.rehra@ivw.uni-kl.de

Raum: 58/242

Förderungen

Das Projekt „Multifunktionale Metall-C-Faser-Kunststoffe (MCFK): Modellierung und Eigenschaftscharakterisierung für schadenstolerante, leitfähige und überwachbare Leichtbauanwendungen“
wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – 247753290.