Moderne Faserkunststoffverbunde eröffnen im Schienenfahrzeugbau vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Hohe Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht sind die maßgebenden Eigenschatten, die den Werkstoff für Leichbauvorhaben qualifizieren. Daher wurde eine Hybridbauweise entwickelt, die sowohl auf der bewährten Aluminiumtechnologie als auch auf der Verwendung von faserverstärktem Kunststoff beruht. Von großer Bedeutung ist die Berücksichtigung der unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften der verwendeten Materialien unter mechanischer und thermischer Belastung. Unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten führen zu hohen Spannungen, die im Bereich der Fügestelle übertragen werden müssen. Mit Hilfe des numerischen Berechnungsverfahrens der finiten Elemente konnten verschiedene Klebfugengeometrien untersucht werden. Dazu wurde für jede Variante ein Modell gebildet und für zwölf Lastfälle mit schienenfahrzeugtypischen Beanspruchungen eine Spannungsberechnung durchgeführt. Anhand der Ergebnisse wurde die für die Klebverbindung günstigste Lösung ermittelt. Aufgrund der Vielzahl der unterschiedlichen Faserkunststoffverbunde waren zur Bestimmung der für die Finite-Elemente-Analyse erforderlichen Werkstoffkennwerte eine umfangreiche Recherche sowie Versuche erforderlich. Die geeignete Kombination von Fasern und Matrix ist noch zu ermitteln. Die Aspekte Betriebsfestigkeit, Brandverhalten sowie Wirtschaftlichkeit sind zu beachten. Für optimale Klebungen, ist das geeignete Oberflächenbehandlungsverfahren auszuwählen. Es ist sinnvoll, Probekörpern herzustellen, an denen die Betriebstauglichkeit durch Simulation von Lastfällen überprüft werden kann.
Fügetechnik von faserverstärkten Kunststoffen untereinander und in Kombination mit Aluminium-Strukturen
Joining fibre-reinforced plastics among each other and in combination with aluminium structures
ZEV, Glasers Annalen + DET, Die Eisenbahntechnik ; 123 , 5 ; 189-198
1999
10 Seiten, 11 Bilder, 7 Tabellen, 17 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Recycling von faserverstärkten Kunststoffen
IuD Bahn | 1997
|Fügetechnik von GFK-Sandwich-Strukturen
TIBKAT | 1996