Aufbereitung der richtungsabhängigen SFB-Werkstoffdaten und Werkstoffmodelle für die Bauteildimensionierung bei fertigungsgerechter Einstellung der Grenzflächeneigenschaften (T 01)

• Subject Area: Lightweight Construction, Textile Technology
• Term: Funded in 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5485977

Schwerpunkt des beantragten Transferprojektes ist die Auslegung und Fertigung von crashkompatiblen Rahmentragwerken mit belastungsgerechten Knotenelementen aus textilverstärkten Thermoplasten. Hierzu erfolgt, zunächst in enger Zusammenarbeit mit den Industriepartnern die Konstruktion und Auslegung sowie die Herstellung und Prüfung von ausgewählten elementaren Tragstrukturen. Auf Basis der dabei gewonnenen Erkenntnisse werden dann Knoten-Profil-Verbindungen mit gezielt einstellbaren Crasheigenschaften und hohem Energieabsorptionsvermögen entwickelt und umfangreichen Hochgeschwindigkeits-Belastungstests unterzogen. Anschließend sollen auch Feldversuche an Versuchsträgern bei VW durchgeführt werden. Die hieraus resultierenden Ergebnisse dienen daneben auch zur Entwicklung crashkompatibler Rahmen-Tragwerkskomponenten für die Magnetschwebebahn Transrapid. Die Erprobung dieser Tragwerkskomponenten unter Betriebsbedingungen erfolgt auf dem Test- und Versuchsgelände von TK-Transrapid.Um die werkstoffspezifischen Vorteile von textilverstärkten Verbunden in Bezug auf leichtbauorientierte Crashkompatibilität, für Fahrzeuganwendungen synergetisch zu nutzen, ist die Entwicklung von zuverlässigen Berechnungs- und Dimensionierungskonzepten zwingenderforderlich. Im Rahmen des Teilprojektes des Sonderforschungsbereiches wurden bereits erste verbundangepasste Werkstoff- und Simulationsmodelle zur beanspruchungsgerechten Auslegung von Textilverbunden bei hochdynamischer Belastung erarbeitet. Diese grundlegenden Erkenntnisse sollen im Rahmen des Transferprojektes für die konstruktive und technologische Umsetzung von crashbelasteten Rahmentragwerken genutzt und gegebenenfalls erweitert werden. Besondere Bedeutung kommt dabei den komplex beanspruchten Knotenelementen zu, für die verschiedene textile Halbzeuge wie Gewebe, Gestricke, Geflechte und Gewirke hinsichtlich Crashkompatibilität bewertet werden. Im Weiteren werden Basisstrukturen und Knotenelemente, die mittels rechnerischer Simulation unter Berücksichtigung des Energieabsorptionsvermögens ausgelegt wurden, mit Hilfe der Multifunktions-Schnellhubpresse des SFB 639 hergestellt. Dazu sind prozessgerechte Presswerkzeuge auszulegen und zu beschaffen. Die gefertigten Komponenten werdennachfolgend Hochgeschwindigkeits-Belastungsversuchen unterzogen, um zum einen die Berechnungsergebnisse zu verifizieren und zum anderen vertiefte Kenntnisse über die äußerstkomplexen Bruchvorgänge von fahrzeugrelevanten Rahmentragwerken bei hohen Belastungsgeschwindigkeiten zu gewinnen. Die Ergebnisse der theoretischen und experimentellen Untersuchungen an Basis- und Knotenelementen werden dann unter Berücksichtigung der Erkenntnisse aus dem SFB für die Auslegung von Fahrzeugmodulträgern herangezogen, wobei deren Auswahl und Spezifizierung in Zusammenarbeit, mit. den Industriepartnern VW, TK-Transrapid und Korropol erfolgt. Im Vordergrund der Untersuchungen stehen dabei textilverstärkte Rahmentragwerke und hier insbesondere Tür- und Heckklappenknoten für den PKW-Bau sowie Tragwerkskomponenten für den Transrapid.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres (Transfer Project)
• Subproject of: SFB 639: Textile-reinforced Composite Components for Function-integrating Multi-material Design in Complex Lightweight Applications
• Applicant Institution: Technische Universität Dresden
• Co-Applicant Institution: Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF)
• Project Heads: Professor Dr.-Ing. Werner Hufenbach; Professorin Dr.-Ing. Edith Mäder