Entwicklung notwendiger Grundlagen für die wirtschaftliche Fertigung von großen, komplexen, sphärisch gekrümmten Faserverbundstrukturen mit integrierten Versteifungselementen

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Im Rahmen des gemeinsamen Forschungsvorhabens der drei Institute der RWTH Aachen, IfL, ITA, IKV, werden notwendige Grundlagen erforscht, die eine sichere und reproduzierbare Auslegung und Fertigung und Anwendung von großen, blaxial gekrümmten Strukturbauteilen aus Faserverbundkunststoffen (FVK) mit integrierten Versteifungselementen erlauben. Hierfür wird die gesamte Prozesskette von der Konstruktion und Auslegung (IfL, IKV) über die Fertigung endkontumaher Prefomis (ITA) bis zur Herstellung der Bauteile (IKV) betrachtet. Ausgehend von den im laufenden Projekt erarbeiteten Erkenntnisse sollen verschiedene Strukturvarianten untersucht werden, sodass im Vergleich zum ersten Bewilligungszeitraum im Wesentlichen durch eine gesteigerte Bauteilkomplexität das Knowhow zu dieser Thematik im Hinblick auf die industrielle Anwendung weiter ausgebaut wird. Die Weiterentwicklungen betreffen sowohl den Kemaufbau der Versteifungsstrukturen als auch die Gestaltung von Schale und Versteifungsstruktur. Mittels geeigneter Prüfmethoden werden mechanische Kennwerte der gesamten Struktur untersucht. Hierbei wird insbesondere das Verhalten der Kreuzungspunkte der Versteifungen und die Verbindung zwischen den Steifen und der Schale betrachtet. Parallel wird das Versagensverhalten textilverstärkter FVK systematisch mit dem Ziel der Ableitung von Festigkeitskriterien erforscht (IKV). Durch den interdisziplinären Aufbau dieses Vorhabens (Bild 1. 1) können Synergien zwischen den drei Instituten genutzt werden, die dem gemeinsamen Ziel sehr förderlich sein werden. Darüber hinaus wird eine Zusammenarbeit mit dem Institut für Kunststoffprüfung IKP der Universität Stuttgart erfolgen, um das Vorhaben durch Untersuchung des Versagensverhaltens von Bauteilprüflingen zu unterstützen.