Mögliche Bauweisen von hochbelasteten Biegeträgern aus Faser-Kunststoff-Verbunden sowie Konzepte für Krafteinleitungen und Fügungen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Helmut Schürmann
• Subject Area: Lightweight Construction, Textile Technology
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 42164454

Großformatige Biegeträger gibt es in mannigfaltiger Ausfertigung. Momentan dominiert der Werkstoff Stahl. In Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) ausgeführt, ließe sich erheblich Gewicht einsparen. Die Leichtbauvorteile – insbesondere die hohen Festigkeiten von Faser-Kunststoff-Verbunden – werden bisher kaum genutzt, da kaum wirklich werkstoffgerechte Bauweisenkonzepte existieren. Sie sind daher Schwerpunkt dieses Forschungsprojekts. Gemeinsam mit zwei weiteren Fachgebieten der TU Darmstadt werden Grundlagen, sowie Dimensionierungsverfahren und Optimierungskonzepte von großformatigen Biegeträgern aus Faser-Kunststoff-Verbunden erarbeitet.Die laufende Forschungsarbeit und dieser Fortsetzungsantrag für das 3. Jahr behandeln den konstruktiven Teil des Gesamtprojekts. Es werden werkstoffgerechte Bauweisen, Krafteinleitungs- und Verbindungskonzepte für großformatige Biegeträger entwickelt. Diese drei Aspekte sind entscheidend für einen späteren technisch und auch wirtschaftlich erfolgreichen Einsatz von großformatigen Biegeträgern aus Faser-Kunststoff-Verbunden. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeit liegt auf kosteneffizienten modularen Bauweisen. Die üblicherweise auf metallische Werkstoffe ausgerichteten Bauweisen sind aus zwei Gründen nicht übertragbar: Erstens besitzen FKV stark richtungsabhängige Elastizitäts- und Festigkeitseigenschaften und zweitens unterscheiden sich die Fertigungs- und Fügeverfahren deutlich von den bei Metallen üblichen Verfahren. Das optimierte, modulare Bauweisenkonzept wird in einem Demonstrator-Biegeträger praktisch umgesetzt. Anschließende Analysen und Bruchversuche werden weitere wichtige Erkenntnisse, sowohl für die Konstruktion als auch für die Analyse von großformatigen Leichtbau-Biegeträgern aus Faser- Kunststoff-Verbunden liefern.

• DFG Programme: Research Grants