Modellierung des Versagensverhaltens von Faserverbundstrukturen am Beispiel kegelförmiger Crashelemente

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peter Horst
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5137836

In diesem Vorhaben soll das Bruch und Nachversagensverhalten von Faserverbundstrukturen unter Crashbedingungen numerisch und experimentell untersucht werden. Ziel ist es, basierend auf der Finite Elemente Methode, ein numerisches Werkzeug zu entwickeln, welche das Crashverhalten von FVW grundlegend beschreibt. Der Schwerpunkt der Arbeiten besteht in der Entwicklung eines Materialmodells, welches das Verhalten des ungeschädigten Werkstoffs, das Bruchverhalten sowie das Nachversagensverhalten von Composites beschreibt und in kommerzielle FE-Programmsysteme eingebunden werden kann. Im Unterschied zu den bislang in FESystemen verfügbaren Materialmodellen für Composites soll z.B. hier eine konsequente Unterscheidung der Vorgänge bei Faserbruch und Zwischenfaserbruch erfolgen. Neben der Entwicklung eines geeigneten Materialmodells ist die Simulation von Delaminationsvorgängen ein wesentlicher Teil des Forschungsprojekts. Hierzu soll eine dreidimensionale Modellierung von Faserverbundwerkstoffen entwickelt werden, bei der das Modell in Dickenrichtung so diskretisiert wird, daß die Berechnung von Schichtablösungen möglich wird. Durch experimentelle Untersuchungen an kegelförmigen Crashelementen soll u.a. der Einfluß von unterschiedlichen Kegelgeometrien und Belastungswinkeln auf das Versagensverhalten analysiert werden und eine Validierung der Berechnungsmethoden erfolgen. Zunächst erfolgt eine Untersuchung des statischen Verhaltens. Darauf aufbauend soll das dynamische Verhalten im nächsten Antragszeitraum behandelt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen