Entwicklung neuartiger faserverbundgerechter Reparaturverfahren und Untersuchung ihrer Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Verbund-Projektes „Refaku“ konnte erstmalig das Wasserstrahlverfahren zur Vorbereitung der zu reparierenden Stelle geschädigter Faserverbunde genutzt werden. Darauf aufbauend wurden von den beteiligten Forschungsstellen IW der Leibniz-Universität Hannover und ILK der TU Dresden zwei neuartige Reparaturverfahren entwickelt, womit erfolgreich und reproduzierbar reparierte Probekörper hergestellt werden konnten. Dabei wurden mittels Wasserstrahl zum einen die Einzelschichten aus dem Laminat gestuft freigelegt und zum anderen elliptische Interlock-Geometrien für eine Verzahnung von Grundlaminat und Reparaturpatch herausgeschnitten. Mit Hilfe parallel realisierter numerischer Simulationsmodelle wurde eine beanspruchungsgerechte Gestaltung der reparatur-charakteristischen Basisgeometriegrößen durchgeführt. Bei der numerischen Betrachtung lag das Augenmerk insbesondere auf der Modellierung der durch das Wasserstahlverfahren vorbereiteten Oberfläche des reparierten Verbundes. Die so gewonnenen Reparaturgeometrien wurden auf die Probekörper übertragen und experimentell konnte insbesondere bei der schichtweise gestuften Reparaturvariante eine Festigkeitssteigerung von bis zu 70% gegenüber konventionellen Reparaturkonzepten erreicht werden. Aus der Analyse der experimentellen Ergebnisse wurden Rückschlüsse für eine Anpassung des Berechnungsmodells gezogen, so dass die auftretenden Strukturphänomene in den untersuchten Reparaturzonen wirklichkeitsnah abgebildet werden können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
-
Experimental evaluation of jetting methods for the surface preparation of fiberreinforced plastics. 11th International Conference on Management of Innovative Technologies and 2nd International Conference on Sustainable Life in Manufacturing, Fiesa, Slovenia, 25–27 September 2011
Zaremba, D.; Biskup, C.; Heber, T.; Weckend, N.; Hufenbach, W.; Adam, F.; Bach, Fr.-W.; Hassel, T.
-
Novel Repair Concept for Composite Materials by Repetitive Geometrical Interlock Elements. Z. Materials 2011, 4, 2011, pp. 2219-2230
Hufenbach, W.; Adam, F.; Heber, T.; Weckend, N.; Bach, F.-W., Hassel T.; Zaremba, D.
-
Repair preparation of fiber-reinforced plastics by the machining of a stepped peripheral zone. Journal of Mechanical Engineering 58 (2012) 10, pp. 571-577
Zaremba, D.; Biskup, C.; Heber, T.; Weckend, N.; Hufenbach, W.; Adam, F.; Bach, Fr.-W.; Hassel, T.
