Methodenentwicklung zur strukturmechanischen Schadensabbildung und -bewertung faserverstärkter Kunststoffe und zur Auslegung von Reparaturkonzepten

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TP2 zum Projekt "Interaktive Reparaturwerkstatt der Zukunft für Elektromobile in CFK-Bauweise"

AiF-Nr.:

18758N

EFB-Nr.:

54/113

Laufzeit:

01.07.2015 - 30.06.2017

Forschungsstellen:

IKV Aachen, ika Aachen, ISF Aachen

Forschungsvereinigungen:

IKV, EFB, FAT, FIR, GFaI


Projektbschreibung

Zur Emissionsminderung eines Kraftfahrzeugs nimmt der Leichtbau eine zentrale Rolle ein. Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) weisen hier aufgrund ihrer herausragenden gewichtsspezifischen mechanischen Eigenschaften und durch die Möglichkeit neuer, funktionsintegrierter Bauweisen ein großes Potenzial auf [ELE12]. FVK finden heute in wachsenden Stückzahlen Anwendung, so z.B. in der Karosserie des BMW i3 (ca. 30.000 Fzg./Jahr) [GMB13]. Folglich gewinnen auch Wartung und Reparatur von FVK an Bedeutung. Zur Erhöhung der Kundenakzeptanz des Werkstoffs ist eine flächendeckende Reparaturinfrastruktur erforderlich. Besonders in KMU-Werkstätten sind hierzu in der Regel weder die technischen Möglichkeiten, noch das entsprechende Know-How vorhanden. Diese Problematik wird von den Herstellern durch eine eigene, OEM-spezifischen Infrastruktur adressiert. Die Flexibilität und Flächendeckung dieses Ansatzes ist jedoch begrenzt.
Gesamtprojektziel ist die Bereitstellung der prozess-, anlagen- und informations-technologischen Grundlagen für eine innovative, dezentrale Infrastruktur zur Schadenserkennung, -bewertung und wirtschaftlichen Reparatur von FVK. Ziel des TP 2 ist in diesem Kontext die Bereitstellung von Methoden zur kostengünstigen, strukturmechanischen Bewertung von Schäden und effizienten Auslegung von FVK-Reparaturkonzepten. Grundlage hierfür sind Untersuchungen des mechanischen Verhaltens un- und beschädigter FVK und abgeleitete Simulationsmodelle. Durch Fusion von Sensordaten beschädigter FVK-Bauteile kann so die Schadenbewertung durchgeführt und Reparaturumfänge ausgelegt werden. Die Speicherung erfolgreich durchgeführter Reparaturen in einer zentralen Reparatur-Datenbank ist Grundlage eines selbstlernenden Systems zur Standardisierung von Reparaturprozessen.
Zur Validierung dient ein Demonstrator, an dem der gesamte Ablauf der Schadensanalyse und -bewertung sowie Auswahl, Auslegung und Durchführung des Reparaturprozesses exemplarisch durchgeführt wird.


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