Autor: Hennemann Sven

Ubersicht Das Crashverhalten von Faser-Kunststoff-Verbunden (GF Triax-Geflecht, Epoxidharz) in Kombination mit metallischen Strukturen in Form von Rohrproben unterschiedlicher Querschnittsgeometrien ist hinsichtlich spezifischer Kennwerte analysiert. Der Fokus liegt in der Bewertung von gegenseitigen Wechselwirkungen und resultierenden Abhangigkeiten¨ zur Schadenscharakteristik infolge von Interaktionseffekten. Ziel ist die Erhohung¨ der Crashlasten von Faser-Kunststoff-Verbunden. Die Versuche zum Crashverhalten erfolgen mittels eines entwickelten Prufstands¨ durch Einsatz von piezo-elektrischen sowie optischen Messmitteln fur¨ Beanspruchungsgeschwindigkeiten bis 8,5m/s und Beanspruchungswinkel α ≤ 10◦. Die Versuchsreihen und deren Ergebnisse weisen fur¨ reprasentative¨ Kombinationen erhohte¨ spezifische Energieabsorptionskennwerte (bis zu +20%) bei nahezu performanter Kraft-Weg-Charakteristik und differenzierten Versagensmoden gegenuber¨ reinen Faser-Kunststoff-Verbunden auf. Nichtlineare numerische Simulationen mit explizitem Losungsansatz¨ sind zur Ana-lyse der experimentell auftretenden Phanomene¨ erfolgt. Die Modellierungsstrategie fur¨ GF Triax-Geflechte basiert auf einem modifizierten Multi-Shell-Layer-Ansatz, der mit extrapolierten inter- sowie intralaminaren Eigenschaften qualitative und quantitative Kongruenz zeigt. Das anisotrope lagenbasierte Materialmodell berucksichtigt¨ Materialdegradation infolge von Schadigungen¨ und verfugt¨ uber¨ spannungsbasierte implementierte Versagenskriterien. Einachsige Zug-, einachsige Druck-, bi-axiale Zug- und Schubbelastung, Vier-Punkt-Biegung sowie zyklische Versuche sind zur Kalibrierung durchgefuhrt¨. Kumulierter Schadigungsfortschritt¨ ist mittels aufgebrachter Akustiksensoren detektiert. Zur Abbildung flechtwinkelspezifischer Konfiguration ist ein Interpolationskonzept implementiert. Die Sensitivitaten¨ der numerischen und physikalischen Modellparameter sind ausgewiesen und kalibriert. Metallische Strukturen sind mit standardisierten isotropen Materialmodellen fur¨ Aluminium EN-AW 6016 im Zustand T6 in Shell-Modellierung umgesetzt. Die qualitative und quantitative Abbildungsgute¨ des entwickelten Modellierungsansatzes ist gegenuber¨ den Versuchsreihen und deren Phanomenologie¨ gegeben, jedoch konnen¨ vereinzelt lediglich Prognosetrends der charakteristischen Kennwerte unter Berucksichtigung¨ der Interaktionseffekte gezeigt werden.