Strukturschäume dienen vor allem im Automobilbau der Gewichtsreduktion bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung hoher Steifigkeiten und Festigkeiten. Betrachtet werden warmhärtende einkomponentige Strukturschäume auf Epoxidharzbasis, die im KTL-Ofen über 170 Grad C in Kombination mit warmhärtenden Klebstoffen ausgehärtet werden. Da im Automobilbau im zunehmenden Maße höherfeste Stähle mit reduzierter Blechstärke eingesetzt werden, kann es durch den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten und Schrumpfungserscheinungen zu Verformungen des Stahles kommen, die sich auf der Oberfläche abzeichnen (maximale Verformung über 100 Mikrometer mit einer Steigung über 5 Mikrometer/mm). Es wird ein Lösungsansatz zur Berechnung von Abzeichnungseffekten beschrieben. Sie basiert auf der FEM-Methode, mit der Berechnungen auf verschiedene Geometrien und Materialeigenschaften übertragen werden können. Die Berechnung geht davon aus, dass alle reaktiven chemischen Prozesse am Ende der Aushärtungsphase abgeschlossen sind und ein spannungsfreier Verbund zwischen Blech und Strukturschaum herrscht. In der Abkühlphase beginnt der temperaturabhängige Prozess, für dessen Beschreibung thermophysikalische und thermomechanische Eigenschaften von Strukturschäumen und Klebstoffen notwendig sind. Die Prozesssimulation besteht aus der Temperaturfeld- und der strukturmechanischen Berechnung. Mit der beschriebenen Methode können lokale Verformungen (Abzeichnungen) mit guter Genauigkeit vorhergesagt werden. Die Genauigkeit wird durch die Verwendung eines Kriechmodells noch erhöht.
Einsatz von Strukturschäumen zur Beulsteifigkeitsverbesserung bei dünnen Blechstrukturen
2011
8 Seiten, 15 Bilder, 6 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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