Untersuchung zur Entwicklung von Gestaltungsrichtlinien für impacttolerante Faserverbundstrukturen

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Im Rahmen des Vorhabens "Untersuchung zur Entwicklung von Gestaltungsrichtlinien für impacttolerante Faserverbundstrukturen" sollen auf der Basis der im Flugzeug-, Schienen-, Straßen- und Schiffverkehrsfahrzeugbau verwendeten Konstruktions- Fertigungs- und Werkstofftechnologien Gestaltungsrichtlinien entwickelt werden, die eine Strukturoptimierung bezüglich der Impacttoleranz bei minimaler Beeinflussung des Strukturverhaltens gegenüber den Beanspruchungen unter Betriebslasten ermöglichen. Die Mechanismen, die zu einer Strukturschädigung infolge einer Impactbelastung führen, müssen hierfür zwingend untersucht und für verschiedene Laminate (Schichtaufbau) mit oder ohne Verstärkungen systematisiert werden. Die hierfür erforderlichen experimentellen und analytischen Untersuchungen werden von den am Gemeinschaftsvorhaben neben dem DLR beteiligten Forschungseinrichtungen BIK und BIAS. Grundlegend für diese Untersuchungen ist die genaue Kenntnis der Werkstoff- und Struktureigenschaften bei statischer und dynamischer Beanspruchung. Die erforderlichen charakteristischen Kennwerte werden am DLR in Form einer Systemidentifikation mittels experimenteller Methoden ermittelt. Ergänzend zu diesen Arbeiten werden mittels Finite-Elemente-Methoden die ermittelten Struktureigenschaften numerisch simuliert. Dieses geschieht zum einen, um die Ermittlung der impactinduzierten Hauptdehnungen der anderen beiden Forschungseinrichtungen zu unterstützen. Zum anderen lassen sich dadurch Gesetzmäßigkeiten besser erkennen und quantifizieren, und es ermöglicht die Erweiterung der nur begrenzt möglichen Variation der experimentell zu untersuchenden Strukturen.