Kohlenstoffaserverstärkte Kunststoffe eröffnen aufgrund der sehr hohen Festigkeiten und Steifigkeiten und wegen der konstruktiven Gestaltungsfreiheit neue Leistungsdimensionen und finden auch bei Serienfahrzeugen immer häufiger Anwendung. Das Beispiel einer faserverstärkten Motorkonsole zeigt ein Masseeinsparungspotential von 60 % gegenüber konventioneller Metallbauweise. Anisotrope Faserverbundwerkstoffe sind bei der Dimensionierung nur im Zusammenhang mit Faserverbund-Bauteilen als Partner zu betrachten. Bei der analytischen und numerischen Simulation einer leichtbaugerechten Strukturgestaltung ist daher simultan die Werkstoffkonstruktion selbst mit einzubeziehen, wobei moderne Fertigungstechniken zur Gewährleistung eines hohen Qualitätsniveaus gezielt anzupassen sind. Bei den Konsolen ist eine gezielt auf die Biege- und Torsionsbeanspruchung eingehende kraftflussgerechte Faserorientierung gefordert. Hierdurch lassen sich neben der Bauteiltragfähigkeit auch die Struktursteifigkeit signifikant im Vergleich zum 'isotropierenden' Dimensionierungsansatz erhöhen. Da insbesondere das Versagensverhalten der hochbeanspruchten Bauteile von Bedeutung ist, muss ein gesonderter Festigkeitsnachweis unter statischen, dynamischen und thermische Lasten vorgenommen werden. Besondere Bedeutung hat dabei neben dem interlaminaren Bruch auch das intralaminate Versagen innerhalb der einzelnen Basisschichten. Zur Detailanalyse der kritischen Beanspruchungskombinationen in den Einzelschichten der mehrschichtigen CFK-Verbundstrukturen werden sog. physikalisch begründete Versagenhypothesen herangezogen, die einerseits die Anisotropie unidirektionaler und bidirektionaler Verbundschichten und andererseits den Einfluss der Faser/Matrix-Heterogenität auf das Bruchgeschehen im Mesobereich erfassen. Die entwickelten CFK-Motorkonsolen sind hinsichtlich ihrer thermomechanischen Eigenschaften in Bauteilprüfungen zu charakterisieren, wobei schwerpunktgemäß das Strukturverhalten bei erhöhten Temperaturen zu bewerten sind. Dies geschieht mit einer experimentellen Tragfähigkeitsanalyse. Die vorgestellten Arbeiten zeigen deutlich das Einsatzpotential CFK-verstärkter Motorkonsolen auf.
Entwicklung und Prüfung neuartiger Motorkonsolen in Ultraleichtbauweise
2004
11 Seiten, 10 Bilder, 2 Tabellen, 4 Quellen
(nicht paginiert)
Conference paper
German
Fahrzeugbauteil , kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff , Festigkeit , Steifigkeit , Schichtwerkstoff , mechanische Beanspruchung , Wärmebelastung , Faserorientierung , Anisometropie , Dimensionierung , kollektive Belastung , Faserbruch , thermomechanische Eigenschaft , Tragfähigkeit , Bauteilprüfung (Mechanik)
Entwicklung neuartiger Gleitlager
Automotive engineering | 1980
|Entwicklung neuartiger Prüfverfahren für Elektrofahrzeuge und Ladesäulen
Tema Archive | 2012
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