Kerbspannungsanalyse nietgefügter Faserverbund-/Metallkomponenten bei mechanisch-medialer Belastung unter Berücksichtigung der Werkstoffanisotropie

考虑材料各向异性，在机械-中间载荷下对铆接纤维复合材料/金属部件进行缺口应力分析

• 批准号: 138996927
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Lothar Kroll
• 金额: --
• 依托单位: Professur Strukturleichtbau / Kunststoffverarbeitung
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2011-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/138996927?language=en
• 关键词: Kerbspannungsanalyse; nietgef; gter; Faserverbund; Metallkomponenten

Der Leichtbau mit faserverstärkten Kunststoffen bietet zahlreiche Vorteile gegenüber den konventionellen Bauweisen und führt zu erheblicher Gewichtsreduktion. Zur Übertragung der hohen Kräfte in die Leichtbaustruktur aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) sind metallische Lasteinleitungskomponenten und zugehörige Fügetechnologie bereitzustellen, wobei den Nietverbindungen mit Metallen aufgrund der schnellen und kosteneffizienten Fertigung ein hoher Stellenwert zukommt. In der Fügezone selbst herrschen infolge der Konturunstetigkeit und der FKV-Anisotropie komplexe Spannungszustände, die bei dynamischer und medialer Belastung von einer Vielzahl werkstoff- und lastspezifischer Einflussfaktoren abhängig sind. Vor allem im Automobilbau und Schienenfahrzeugbau ist das dynamische Strukturverhalten der Fügezone bei Einwirkung korrosiver Medien für die Auslegung von Leichtbaukomponenten in Mischbauweise von besonderem Interesse. Im Rahmen des geplanten Teilprojektes soll daher auf Basis einer vertieften Kerbspannungsanalyse von anisotrop verstärkten Verbunden eine physikalische Beschreibung des Strukturverhaltens von Metall/FKV-Fügeverbindungen bei mechanisch-medialer Belastung vorgenommen werden. Zur Entwicklung der Berechnungsmodelle kommen die bereits bei Faserverbundstrukturen bewährten Verfahren der komplexwertigen Spannungsfunktionen in Kombination mit „lokalen“ Festigkeitskriterien zum Einsatz. Die Verfeinerung der analytisch basierten Berechnungsmodelle und die Ermittlung der erforderlichen Freiparameter erfolgt auf Grundlage der experimentellen Untersuchungen, die in den grundlagen- und anwendungsorientierten Projekten des Clustervorhabens durchgeführt werden. Die erarbeiteten Berechnungsmethoden und Degradationsmodelle bilden eine wesentliche Grundlage zur Erstellung von Bewertungskriterien und Dimensionierungsrichtlinien für Nietverbindungen in Mischbauweise.

Der Leichtbau mit faserverstärkten Kunststoffen bietet zahlreiche Vorteile gegenüber den konventionellen Bauweisen und führt zu erheblicher Gewichtsreduktion.在FKV的Leichtbauktur中，高强度的Kräfte是金属的最后部件和最先进的Fügetechnologie，这两种材料的Nietverbindungen与金属的Schnellen和Kostenefizienten Fertigung形成了一种更高的Stellenwert。在Fügezone selbst herrschen infolge der Konturunstetigkeit und der FKV-Anisotropie komplex Spannungszustände，die bei dynamischer und medialer Belastung von einer Vielzahl werkstoff- und lastspezifischer Einflussfaktoren abhängig sind. Vor allem im Automobilbau und Schienenfahrzeugbau ist das dynamische Strukturverhalten der Fügezone bei Einquirkung korrosiver Medien für die Auslegung von Leichtbaukomponenten in Mischbauweise von besonderem Interesse.在此基础上，对金属/FKV-Fügeverbindungen bei mechanisch-medialer Belastung vorgenommen韦尔登的各向异性进行了垂直定位分析。Zur Entwicklung der Berechnungsmodelle kommen die bereits bei Faserverse strukturen bewährten Verfahren der komplexwertigen Spannungsfunktionen in Kombination mit "lokalen”Festigkeitskriterien zum Einstein.基于模型的分析验证和基于实验基础的自由参数的确定，是韦尔登的基础和导向方案。该实验方法和降解模型建立了一个基础理论，用于对Mischbauweise中的Nietverbindungen进行Bewertungskriterien和Densionierungsrichtlinien的验证。