Auslegung von textilverstärkten Kunststoffverbunden mit multistabilen Deformationszuständen

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Im Rahmen des geplanten Forschungsprojektes sollen die bei mehrschichtigen Textil-Kunststoffverbunden gezielt einstellbaren Anisotropieeffekte und die aus der Fertigung resultierenden Eigenspannungen zur Entwicklung funktionsintegrierender Verbunde mit multistabilen Deformationszuständen genutzt werden. Diese heute noch weitgehend ungenutzten anisotropiebedingten Koppelphänomene bei Textilverbunden mit unsymmetrischer Gestrick-, Gelege- bzw. Gewebeverstärkung führen in Abhängigkeit von FaserMatrix-Kombination, Verstärkungsstruktur und geometrischen Abmessungen des Verbundes zu mehrdeutigen stabilen Deformationszuständen (Multistabilität) mit zum Teil großen Verkrümmungen. So weisen etwa eben gepresste textilverstärkte Kunststoffhalbzeuge nach der Konsolidierung aufgrund der sich ausbildenden Eigenspannungszustände einfach oder mehrfach gekrümmte Formen mit einer bzw. mehreren stabilen Gleichgewichtslagen auf. Eine Überführung in die einzelnen Gleichgewichtslagen lässt sich mit angepassten applizierten bzw. integrierten aktiven Schichten herbeiführen, wobei am ILK bereits einschlägige Erfahrungen vorliegen. Unter Berücksichtigung der besonderen Eigenschaftscharakteristik von polymeren Textilverbunden etwa aus GF-PP oder CF-PP lassen sich die eigenspannungsinduzierten Verformungszustände mit Hilfe nichtlinearer Simulationsmodelle analysieren und zur Entwicklung von neuartigen textilverstärkten Demonstrator-Bauteilen mit hohem Innovationspotenzial vorteilhaft nutzen.