Computational modeling and evaluation of the failure behavior of various metal fiber transition structures

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Reinhold Kienzler
• Subject Area: Polymeric and Biogenic Materials and Derived Composites ; Lightweight Construction, Textile Technology ; Mechanical Properties of Metallic Materials and their Microstructural Origins
• Term: from 2010 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 101721741

Im Rahmen des Teilprojektes „Rechnerische Bewertung und Beschreibung des Versagensverhaltens verschiedener Metall-Faser-Verbindungen” sollen Berechnungsmodelle entwickelt und erprobt werden, mit deren Hilfe es möglich ist, das Versagensverhalten von Metall- Faserverbundverbindungen unter verschiedenen Belastungs- und Umgebungssituationen zu beschreiben. Die vorgestellten, neuartigen Konzepte zur Verbindung von Aluminium und CFK innerhalb einer dünnwandigen Fügezone bergen ein hohes Potential an Gewichtsersparnis gegenüber den bisher praktizierten Nietverbindungen, jedoch fehlen detaillierte Modelle zur Beschreibung und Berechnung von möglichen Versagensmechanismen, die eine Grundlage für spätere Richtlinien zur Auslegung und Fertigung bilden können. Teilprojekt 4 hat zum Ziel, für alle Verbindungszonen der unterschiedlichen Konzepte Modelle zu entwickeln, mit denen sich Spannungsberechnungen, Festigkeitsanalysen und partielle Simulationen von Versagensmechanismen durchführen lassen. Bei der Modellbildung kommen Werkzeuge der Finite-Elemente-Methode (FEM), sowie der Bruch- und Schädigungsmechanik zur Anwendung, deren Ergebnisse während der Laufzeit der Forschergruppe durch Versuche insbesondere von Teilprojekt 5 validiert werden.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 1224: CFRP-Aluminium Transition Structures in Lightweight Design
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Frank Jablonski