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Experimentelle Untersuchung des Impact-Verhaltens von CFK

Titel: Experimentelle Untersuchung des Impact-Verhaltens von CFK
Typ:
  • Bachelorarbeit
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: abgeschlossen

Hintergrund

Beginn: 01.04.2017 (flexibel)

Faserverbundwerkstoffe gehören zu den Leichtbauwerkstoffen, denen die größte potentielle Gewichtsersparnis in der Luftfahrt zugeschrieben wird. Durch die anisotropen Materialeigenschaften ist eine gezielte Auslegung der Struktur entsprechend der Lasten möglich. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass es bei schlagartigen Belastungen des CFK, z.B. durch einen „Tool-Drop“ oder den Aufprall von Steinen während des Starts, zu signifikanten Schädigungen kommen kann.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes soll die Schädigung durch solche Impact Belastungen charakterisiert und simuliert werden.

Problemstellung

Im Rahmen der Abschlussarbeit sind Impact-Versuche an dicken CFK-Platten geplant. Forschungsinhalt ist die Charakterisierung der Schädigung. Dabei soll speziell der Einfluss der Laminatdicke untersucht werden, da es hier durch unterschiedliche Aushärtetemperaturen im Laminat zu Eigenspannungen und variablen Materialeigenschaften kommen kann. Im zweiten Schritt wird das Post-Impact Verhalt z.B. durch Compression After Impact (CAI) bzw. Tension After Impact (TAI) Versuche untersucht. Dazu soll entsprechende Modifikation zu bestehenden Systeme vorgenommen werden.

Weiterführende Untersuchungen an statischen Zugproben werden abschließend durchgeführt, um den Einfluss der unterschiedlichen Materialeigenschaften an ausgewählten versuchen zu validieren und zu charakterisieren.

Aufgabe

  • Literaturrecherche
  • Fertigung von Probekörpern für Impact und Post-Impact Versuche sowie statische Zugversuche
  • Konstruktion eines Versuchsaufbaus für TAI Versuche
  • Analyse und Bewertung der Schädigung nach Impact durch Schliffbilder und zerstörungsfreie Prüfmethoden (Ultraschallanalyse)
  • Auswertung und Bewertung der Testergebnisse
  • Dokumentation

Anforderung

  • Interesse am praktischen Umgang mit Faserkunststoffverbunden (FKV)
  • Kenntnisse bezüglich des Strukturverhaltens von FKV
  • Verantwortungsvolle und gewissenhafte Arbeitseinstellung

 

Kenntnisgewinn

  • Herstellung von Faserverbundwerkstoffen
  • Schädigungsverhalten von Faserkunststoffverbunden
  • Prüfverfahren von Faserverbundwerkstoffen