Im Gegensatz zu konventionellen Blechbiege- und Tiefziehteile bieten CFK-Strukturen mehr Flexibilität in der Formgebung von doppelt gekrümmten Flächen. Ausschlaggebend hierfür ist die höhere Toleranz gegenüber Schubverzerrungen der Gewebe bzw. Gestricke. Diese führen jedoch zu starken Verzerrungen der Gewebe bzw. Gestricke und weisen somit starken Einfluss auf das Tragverhalten der Struktur auf. Eine genaue Vorhersage der Faserorientierung resultierend aus der Umformung des ebenen Halbzeuges (2D) in seine spätere Geometrie (3D) (auch Drapieren genannt) liefert die Basis für eine verbesserte Strukturanalyse des ausgehärteten Bauteils.
Der am Lehrstuhl für Statik verfolgte Ansatz basiert auf den am Lehrstuhl entwickelten Methoden der Zuschnittsermittlung. Dabei wird durch Variation der Ausgangsgeometrie (2D) versucht die Form und Faserrichtung der Struktur (3D) unter Minimierung der entstehenden Spannungen abzubilden. Diese Methode liefert neben der letztendlichen Faserorientierung aufgrund des Drapiervorgangs auch die Geometrie der ebenen Gewebe bzw. Gestricke (Zuschnitt). Dabei stehen zwei zentrale Fragestellungen im Fokus der Forschung:

  • objektive homogenisierte Materialmodelle
  • Abwicklungs- bzw. Verebnungsstrategie

 

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