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Klemmkraftbasierte thermisch induzierte Schädigung von FKV

AiF-Nr.:

19248N

EFB-Nr.:

04/116

Kurztitel:

Thermische Schädigung FKV

Laufzeit:

01.12.2016 - 30.11.2018

Forschungsstelle:

LWF Paderborn


Projektbeschreibung

FKV-Bauteile finden im Automobilkarosseriebau aufgrund ihres spezifischen Gewichts, ihrer hohen Steifigkeit und Festigkeit mehr und mehr Anwendung. Aus wirtschaftlichen und technologischen Gründen werden diese Werkstoffe in der Regel mit metallischen Halbzeugen kombiniert. Grundsätzlich bietet sich als Fügetechnik die Klebtechnik für eine solche Aufgabenstellung an. Diese muss jedoch in Sinne kurzer Taktzeiten im Karosseriebau mit einer mechanischen Fügetechnik zum Hybridfügen zusammengeführt werden.

Beim besonders wirtschaftlichen, vorlochfreien Fügen von FKV-Metall-Kombinationen werden Schädigungen, wie z.B. Delaminationen und Faserbrüche, in den Verbundwerkstoff induziert, welche mit Festigkeitsminderungen einhergehen und zum frühzeitigen Versagen von Strukturen führen können. Die Untersuchungen solcher Schädigungen ist Forschungsschwerpunkt in verschiedenen Projekten im LWF und anderen Forschungsstellen. Diese Projekte fokussieren jedoch die fügebedingten Schädigungen ohne eine nähere Betrachtung der gesamten Prozesskette eines Produkts. Als besonders herausfordernd stellt sich dabei die Effektuntersuchung einer nachträglichen Wärmebeaufschlagung z.B. bei einer Lacktrocknung dar. Die lokale Klemmung der Fügepartner durch das Hilfsfügeteil behindert die temperaturbedingte Ausdehnung des FKV in Dickenrichtung und gleichzeitig nimmt die Festigkeit des FKV-Matrixwerkstoffs ab. Durch die Überlagerung beider Effekte resultieren massive Schädigungen im Bereich der Fügestelle während der Temperaturbeaufschlagung. Für diese akute Problemstellung soll mithilfe des geplanten Forschungsvorhabens ein Lösungsansatz entwickelt werden, der die systematische Untersuchung thermisch induzierter FKV-Schädigung mechanisch vorgespannter Verbindungen ermöglicht. Durch das Forschungsprojekt sollen Maßnahmen zur Vermeidung thermisch induzierter Schädigungen im Verbundwerkstoff erarbeitet werden, um somit die Strukturbelastbarkeit auf ein höheres Niveau zu heben.


 

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