Experimentelle Ermittlung von Dehnungsfehlern in impactbeanspruchten Faserverbundstrukturen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter H. Müller
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5417053

• Erstellungsjahr: 2010

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In dem Teilvorhaben "Experimentelle Ermittlung von Dehnungswellen in impactbeanspruchten Faserverbundwerkstoffen" sollen die Grundlagen für ein wellenbasiertes Verfahren zur Lokalisierung der Impactstelle und Abschätzung der Impactschwere von Faserverbundwerkstoffen geschaffen (load monitoring) werden. Mit dem zu entwickelnden Verfahren soll es ermöglicht werden, aus einer minimalen Anzahl von Messpunkten auf die Energie und den Kraftverlauf des verursachenden Impacts zu schließen. Voraussetzung für die erfolgreiche Entwicklung und Umsetzung eines solchen Systems ist die ausreichende Übereinstimmung zwischen Messungen und Berechnung. Zum tieferen Verständnis insbesondere der Biegewellenausbreitung in Faserverbundwerkstoffen muss die Stoßwelle zeitaufgelöst und flächenhaft erfasst werden. Vor allem im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik besteht großer Bedarf an solchen Systemen, denn dadurch können Inspektions-, Wartungs- und Instandhaltungskosten reduziert, höhere Bauteilspannungen zugelassen (Leichtbau) und die Sicherheit weiter erhöht werden. Für eine statistische Absicherung der erzielten Ergebnisse sind Versuche mit einer größeren Anzahl gleicher Platten notwendig. Weitergehende Untersuchungen sind am BIK in Planung.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• ‚ Detection and Quantification of Impact Loads in Fibre Reinforced Polymers’. Experimental Analysis of Nano and Engineering Materials and Structures pp 299-300, Springer, ISBN 978-1-4020-6238-4
  König, C., Müller, D.H., Calomfirescu, M, Focke, O.
  
• ‘Fibre-Reinforced Polymers under Impact Load’. Key Engineering Materials Vols. 326-328 (2006) pp 1563-1568, Trans Tech Publications, ISBN 0-87849-415-4
  König, C., Müller, D.H., Calomfirescu, M, Müller, J.
  
• ‘Localization and Reconstruction of Impact Loads within Fibre Reinforced Polymers’. SAVIAC 2006, Oct. 2006, Monterey Ca, USA
  König, C., Müller, D.H., Calomfirescu, M, Müller, J.
  
• ‘Visualization and Simulation of Flexural Wave Propagation within Fibre-Reinforced Polymers’. Annual Conference of the Society of Experimental Mechanics, 4.-7.Jun 2006, St. Louis, USA
  König, C., Müller, D.H., Calomfirescu, M, Müller, J.
  
• ‘Impact Load Monitoring system’. IMACC XXV, 2007, Feb. 2007, Orlando Fl, USA
  König, C., Müller, D.H., Calomfirescu, M, Müller, J.
  
• ‚Reconstruction of Impact Loads within Fibre Reinforced Polymers’. Advances in Experimental Mechanics V, Applied Mechanics and Materials Vols. 7-8 (2007) pp 209-215, Trans Tech Publications, ISSN 1660-9336
  König, C., Müller, D.H., Calomfirescu, M, Focke, O.
  
• ‚ Detection and Reconstruction of Impact Loads within Fibre Reinforced Polymers with an Estimation of its Damage Relevance’. ICEM 2008: International Conference on Experimental Mechanics 2008. Edited by Xiaoyuan He, Huimin Xie, YiLan Kang. Proceedings of the SPIE, Volume 7375. , ISBN: 9780819476517, pp. 73756N-73756N-10 (2008)
  Koenig C., Mueller D.H., Thoben K.-D.