Durchgängige Analyse von Abweichungen während der Auslegung endlosfaserverstärkter Faser-Kunststoff-Verbund Baugruppen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Sandro Wartzack
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 389616685

Die Berücksichtigung von Abweichungen sowie deren funktionsgerechte Einschränkung während der Auslegung eines Produkts ist eine wichtige Aufgabe des Toleranzmanagements. Faser-Kunststoff-Verbund Werkstoffe (FKV), welche wegen ihres hohen Leichtbaupotentials vermehrt in gewichtssensitiven Applikationen eingesetzt werden, erhöhen auf Grund ihrer hohen Anzahl an Auslegungsparametern die Komplexität dieser Aufgabe. Geometrische Abweichungen und Eigenspannungen von Einzelbauteilen, welche durch Abweichungen der Laminatentwurfsparameter entstehen, setzen sich auch in die Baugruppe und somit das Endprodukt fort. Durch den Fügeprozess können in der Baugruppe zusätzliche Eigenspannungen auftreten, welche Auswirkungen auf die ertragbaren Lasten der Baugruppe besitzen. Dies kann im schlimmsten Fall zu einem vorzeitigen Versagen der abweichungsbehafteten Baugruppe führen. Bisherige Ansätze betrachten zwar Eigenspannungen während des Fügens, jedoch nicht unter Berücksichtigung der Abweichungen der Laminatentwurfsparameter. Weiterhin handelt es sich meist um Ansätze aus der Fertigungstechnik, welche die spätere Produktnutzung außer Acht lassen. Um dies schon während der Auslegung berücksichtigen zu können, besteht das Ziel des beantragten Forschungsprojekts in der Bereitstellung einer Methode zur durchgängigen Berücksichtigung von Laminatabweichungen und deren Auswirkungen bis in die Nutzungsphase der Baugruppe. Diese soll es den Produktentwickelnden ermöglichen, während der Auslegung der FKV-Struktur mögliche Probleme zu erkennen und entsprechende zielgerichtete Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen