CFK-Fügeproben unter statischer und schwellender Belastung

Ähnliche Dokumente
Alternative Antriebskonzepte und Aktivitäten des Instituts FK im Bereich Elektromobilität

Fügen von faserverstärkten Kunststoffen in Multi-Material- Fahrzeugstrukturen aktuelle Forschungsergebnisse

Verbindungstechniken für das Multi-Material-Design

Präzision, die bewegt

Hylight Innovative Hybrid-Leichtbautechnologie für die Automobilindustrie

> FiF HZE > Köster Einleitung > Next Generation Car Schwerpunkt: Intelligente Fahrzeuge im städtischen Verkehr Prof. Dr.

clever joined State of the Art in der Simulation von Fügeverfahren

Klebeanwendungen bei Kunststoffbauteilen im automobilen Außenanbau Faszination Kleben 27./

we drive future Institutsprofil Institut für Fahrzeugkonzepte Institutsbroschüre

Integrierte Fertigungsprozessketten für funktionalen Hybrid-Leichtbau in der automobilen Großserie

Doppel-Nachweis erbracht bei mechanischen und elektrischen Untersuchungen

Finite Elemente Berechnungen verklebter Strukturen

Ist Innovation Zufall? 17. März 2015 Dr. Ute Gerhards Jochen Krampe DLR Technologiemarketing

FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR WERKZEUGMASCHINEN UND UMFORMTECHNIK IWU MECHANISCHE FÜGETECHNIK

Freiformbarer DLR-Wabentank

QUALITÄTSKRITERIEN FÜR STRUKTURKLEBUNGEN

Feuchtigkeitsresistenz verschiedener Titan-PEEK Interfaces

Kleben von Kunststoffen mit Schwerpunkt Polypropylen

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt

Energiewende - Zwischen Konzept und Umsetzung. am 3./4. Juni 2013 Wissenschaftszentrum Bonn

Verbinden und sichern. GALEA

Folie 1 Wagenkasten-Bauweisen beim Next Generation Train

Schlüsseltechnologien der Elektromobilität (STROM)

Vorlesungsangebot des IMWF, Uni Stuttgart

Composite-Bauteile für den Automobilbau

Voith Turbo Scharfenberg - Beispiele für Leichtbau. Frankfurt,

Intelligent testing. Dynamische und Ermüdungs-Prüfsysteme

Atlas Copco investiert in Hybridfügetechnik

Inventarisiert unter;

Effektiver Leichtbau durch einzigartigen Materialverbund.

Zugversuch. Zug- E- Modul [MPa] σ max (Zug) [MPa] Carbongewebe (200g/ m²) Carbongewebe (200g/ m²) EP L+ Härter L

Bauteilbeschaffung vom Erstmuster zur Serie Kleinserienfertigung und 3D CT

Freiformbarer DLR-Wabentank Aufbau, Eigenschaften und Charakteristika des CNG-Tanks

Einsatz von Prozesssimulationen zur Zuverlässigkeitssteigerung von Struktursimulationen im Entwicklungsprozess

Mechanische und elektrische Eigenschaften von Mischverbindungen der Elektromobilität - Herausforderung für die Fügetechnik

Technische Daten im Vergleich

Simulation für CFK Komponenten effizient einsetzen - ein durchgängiger Entwicklungsprozess für HD-RTM Bauteile

Konstruieren mit Guss:

Ganzheitliches Flughafenmanagement Stand der Forschung in Deutschland

Composite-Bauteile für den Automobilbau

Numerische Analyse verschiedener Wärmeleitstrukturen für thermische Energiespeicher mit Phasenwechselmaterial

Leichtbau in Baden-Württemberg Ressourcenschonende Produkte, intelligente Technologien, erstklassige Forschung Baden-Württemberg ist ein

Fügen von Magnesium im Karosseriebau

8035/ Einladung

Faserverbundstoffe in der Luftfahrt

Wie verbinden wir Leichtigkeit mit Stabilität? Mit der neuen Hybridschmiede-Technologie von LEIBER

Vorteile durch CFK und Leichtbau

Konzeptauslegung bei BMW mit Balken/Schalen FE- Modellen

7) Hier nagt nicht der Zahn der Zeit

CFK-Technologien im Automobilbau

Untersuchungen an Brückenbauwerken und materialtechnische Prüfungen der Baustoffe

Kurzvorstellung Messmöglichkeiten mit 4a impetus P. Reithofer, M. Rollant, A. Fertschej (4a engineering GmbH)

Wir gehen für Sie durchs Feuer!

Kostenoptimierter 700 bar H 2 -Tank

Anlage zur Akkreditierungsurkunde D-PL nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005

Mechanische Berechnung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen und Ermüdungserscheinungen unter realen Zuständen. Referent: Simon Gekeler

Antriebs-Workshop Schienenverkehr. Fachdialog zur Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie

Die Energieforschung des DLR

Herausforderungen bei der Simulation von Faserverbundstrukturen am Beispiel des KTM X-Bow

Ingenieur in der Forschung

NIP-Vollversammlung und Statusseminar Brennstoffzelle

Trends und Innovationen im Automobilbau Neue Entwicklungen für den Leichtbau. Dr. Josef Oberski Hannover, Suppliers Convention, April 2014

BMW Group FIZ München. Anhang

Lehrstuhl für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen

Fertigungstechnologien für die Fahrzeuge der Zukunft

Moderne Brandschutzbeschichtungen im Stahlbau Perfekte Oberflächen und optimierte Konstruktionen

Testinstitut TIZ Grieskirchen

Leichtbau-Projektgruppe 3b Produktmehrwert, Design

Taugt das 1-Liter-Auto als Vorbild für die Massenmotorisierung?

FORUMS- VORANKÜNDIGUNG

Einsatzmöglichkeiten von AeroFims in Fahrzeugstrukturen

TOX -Clinchen immer die richtige Verbindung!

Sicherheitsforschung im Spannungsfeld globaler Herausforderungen

Prüfgegenstand : Schnellverbindungsglied gem. DIN Größe 5A 6A und 8A. Versuchsanordnung

Ariane 5 Triebwerkstests

Firmenprofil LTI Metalltechnik Pößneck GmbH (Stand )

Das Pkw-Label aus europäischer Sicht

Kurzfassung. Laboruntersuchung zur Prozessstabilität. Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades. Doktor-Ingenieur Dr.-Ing.

Inspiration zur Innovation Strategische Innovationspartnerschaft mit dem DLR

Vorstellung des BMWi-Fachprogramms Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien Berlin, 4. Juli 2016

Fibre Bragg Grating Sensors

Verbindungstechnik im Leichtbau - Innovative Ansätze zum Fügen von FVK

Anlage zur Akkreditierungsurkunde D PL

Leichte Isoliergläser Möglichkeiten & Grenzen

15. CADFEM FORUM SIMULATION & ADDITIVE FERTIGUNG

Stand und Perspektive der Lärmemissionen bei Flugtriebwerken

genehmigte Abhandlung vorgelegt von

Hartlöten und Hochtemperaturlöten

Kostenattraktiver Leichtbau in der Vorderwagenstruktur

8035/ Einladung

Kleben - erfolgreich und fehlerfrei

Leistungsverteilung in Elektrofahrzeugen mit Range Extender

Berechnung der Vorderradaufhängung. Kunststoffverbunden in ANSYS Composite PrepPost

20 Jahre. Pulvertechnologie WERKSTOFFE. PERFEKT. KOMPONIERT. 10. November bei RHP im Forschungszentrum Seibersdorf

VDI-Wissensforum: Tank- und kraftstoffführende Systeme Braunschweig 4. und 5. Juli 2013

NIETSYSTEME FÜR AN FERTIGUNGSPROGRAMM QUALITÄT

Hochwertiges Montagesystem als Edelstahl-Kreuz-Konstruktion Tel:++49 (0)

"Mikrosystemtechnik" P r o g r a m m b e s c h r e i b u n g

Durchgängige Automatisierung des Produktionsprozesses für die Fertigung von Faserverbundstrukturen

Kleben im Leichtbau. ~ Einfluss von Materialkombinationen, Vorbehandlung und Klebstoffsystem ~

Transkript:

CFK-Fügeproben unter statischer und schwellender Belastung Dr. techn. Martin Ruff Dr. Ing. Alexandra Schumann Meitingen, den 25.10.2013

DLR Im Überblick nationale Forschungszentrum der Bundesrepublik Deutschland für Luft und Raumfahrt Größte europäische Forschungseinrichtung für Luft und Raumfahrt Raumfahrt Agentur National größter Projektträger ca. 7.700 Mitarbeiter arbeiten in 33 Forschungsinstituten und Einrichtungen an 16 Standorten. Außenbüros in Brüssel, Paris, Tokio und Washington D.C. RAUMFAHRT LUFTFAHRT VERKEHR ENERGIE SICHERHEIT

Systemfähigkeit durch Synthese von Einzelkomponenten

Die Abteilungen (Forschungsfelder) des Instituts für Fahrzeugkonzepte (FK) Prof. Dr. H.E. Friedrich Fahrzeugsysteme und Technologiebewertung Fahrzeug Energiekonzepte Alternative Energiewandler Leichtbau und Hybridbauweisen 1 2 3 4 Innovative Fahrzeugkonzepte für Straße und Schiene FK gestaltet und demonstriert Innovationen für Fahrzeugkonzepte und Technologien zukünftiger anforderungsgerechter Transportsysteme

Die Abteilungen (Forschungsfelder) des Instituts für Fahrzeugkonzepte (FK) Prof. Dr. H.E. Friedrich Fahrzeugsysteme und Technologiebewertung Fahrzeug Energiekonzepte Alternative Energiewandler Leichtbau und Hybridbauweisen Kompetenzen LHB Werkstoff und Leichtbauweisen Leichtbaufahrzeugkonzepte für Straße und Schiene Konzeption, Konstruktion, Simulation und Validierung von Fahrzeugstrukturen Fügetechnologien für Multi Material Strukturen Prüfstände für statische und dynamische (Crash) Lasten FK gestaltet und demonstriert Innovationen für Fahrzeugkonzepte und Technologien zukünftiger anforderungsgerechter Transportsysteme

Warum (hybrid )fügen?

Verbindungstechnik kalte Fügeverfahren Portfolio von kalten Fügeverfahren aus Automobilbranche, nahezu gesamte typische Bandbreite Direktverschraubung (FDS) Halbhohlstanznieten, Stanznieten Bolzenschießen (Rivtac) Clinchen, Clinchnieten (TOX) Kleben Vorbehandlung zur Aktivierung / Passivierung von Oberflächen Klimatisierung Untersuchung mittels Schliffbilder, Mikroskopie Korrosionsprüfung nach VDA Neu (Salzsprühtest)

Prüfausstattung Quasi statische Prüfung bis 250 kn Normierte Zug, Schub und Druckversuche Individuelle Bauteilkomponenten Mechanisch hydraulisches Prüffeld Bauteil und Baugruppen 25 250 kn Bsp. Türeindrückversuch Dynamische Untersuchung, Anregung bei Resonanzfrequenz im Hochfrequenzpulsator (30 kn) Bestimmung der Betriebsfestigkeit im Dauerschwingversuch (Wöhlerkurven) Crashschlittenanlage für dynamische Komponentenprüfung, bis 64 km/h Zwick Hochfrequenzpulsator

Untersuchungen Verbindungs /Materialauswahl und Probengeometrie Hybridfügen aus Direktverschraubung (FDS) und Klebung Materialpaarungen CFK/Alu und CFK/Stahl UD Prepreg 0 /90 Gewebedecklagen mit 2K EP Stahl Aluminium Erwärmen Durchdringen Durchzug formen Gewinde furchen Durchschrauben Anziehen CFK gemäß: DVS/EFB 3480 1

Untersuchungen statische und dynamische Belastungsprüfung Statisch: Zugscherversuche Dynamisch: Dauerschwingversuche mit Hochfrequenzpulsator Zugschwellbereich Spannungsverhältnis R = 0,1 Prüffrequenz ca. 50 Hz

Ergebnisse Bruchbilder Klebung und Verschraubung dynamisch statisch Klebung Verschraubung

Ergebnisse quasi statische Zugversuche Kraft/Weg Kraft [kn] 20 16 12 8 Hybride Verbindung = effiziente Kombination Hohe Festigkeit der Klebung Gutmütiges Versagen der Verschraubung 4 0 0 1 2 3 4 5 Weg [mm] Alu und Stahl in Kombination mit CFK ähnliches Kraftniveau Kleben CFK/Alu Direktverschrauben CFK/Alu Hybridfügen CFK/Alu Direktverschrauben CFK/Stahl

Ergebnisse dynamische Versuche Kraftamplitude/Schwingspiel 4 3,5 Kraftamplitude [kn] 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1.000 10.000 100.000 1.000.000 Schwingspielzahl N B Hybridfügen CFK/Alu Direktverschrauben CFK/Alu Kleben CFK/Alu Direktverschrauben CFK/Stahl

Fazit Klebung Hohe absolute Kräfte, statisch und dynamisch Schlagartiges Versagen Vorbehandlung Oberfläche nötig Alterungseffekte noch zu untersuchen Notwendigkeit der Lösbarkeit der Verbindung muss abgewogen werden mechanische Fügeelemente Niedriges Kraftniveau Lösbare Verbindung gut automatisierbar Korrosion muss separat betrachtet werden Kombination mit Klebung möglich, Prozessabläufe Aushärtung vs. Verschmutzung der Apparaturen Hybride Verbindung Vorteile der Bruchlasten können sich ergänzen, sowohl statisch als auch dynamisch Aus wirtschaftlichen oder wartungstechnischen Gründen ist der Gewinn dieser Summierung nicht immer sinnvoll, und bleibt daher zu überdenken

Ausblick Technologieentwicklung durch Forschungsprojekt Optimierung der Krafteinleitung in schwingbelastete Faserverbundstrukturen Projektskizze der Landesausschreibung BW

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Ing. Alexandra Schumann DI Elmar Beeh Carmen Scholz, M.Sc. Julia Mollenhauer Uwe Elsasser, B.Sc. Michael Schänzel, B.Sc. martin.ruff@dlr.de

FK Ideen, die bewegen!