Analyse und Optimierung aufgenähter Laminat-Preform-Verstärkungen unter Berücksichtigung der Imprägnierbarkeit

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In lasttragenden Laminatstrukturen führen im allgemeinen Stellen mit lokal besonders hoher mechanischer Beanspruchung oder konstruktiv bedingte Schwachstellen, wie Löcher, bei Belastung der jeweiligen Laminatstruktur zu einer entsprechenden Festigkeitsproblematik, da hier Spannungslokalisierungen auftreten können. Um die gegebene Strukturbeanspruchung zu vermindern und damit Laminatversagen zu vermeiden, ist es gängige Praxis, an den entsprechenden Stellen lokale Verstärkungen in Form von zusätzlich aufgebrachten Laminat-Einzelschichten vorzunehmen. Das Aufbringen der Verstärkungslaminate kann dabei auch in der Form geschehen, dass die Fasern des Grundlaminats und der Verstärkung noch nicht in eine Polymermatrix eingebettet sind, sondern die Verstärkung als vorgefertigtes Faser-Preform auf die Faser-Architektur des Grundlaminats aufgebracht wird und anschließend die Imprägnierung des Gesamtfaseraufbaus mit einem Polymerharz vorgenommen wird. Das beabsichtigte Vorhaben soll sich zunächst mit der systematischen elastomechanischen Analyse verschiedener lokaler Laminat- Verstärkungen auf ebenen Laminaten befassen. Dabei soll der strukturmechanischen Beanspruchung an den Rändern dieser Verstärkungen besonderes Augenmerk geschenkt werden, da hier besonders leicht Festigkeitsprobleme auftreten. Anschließend soll mit den gewonnenen Erkenntnissen eine Optimierung der Laminat- Verstärkungen durchgeführt werden, damit diese in den jeweiligen Belastungssituationen möglichst versagensunkritisch sind und möglichst wenig Gewicht aufweisen. Im Hinblick auf eine gute Fertigbarkeit dieser Verstärkungen sollen im Optimierungsprozess Restriktionen mit berücksichtigt werden, die die erforderliche Imprägnierbarkeit der Faser-Preform gewährleisten.