Description: Das Projekt "ELFAS - Elastomerbasierte Dehnungsentkopplung zur Leistungssteigerung von Faserverbundbauteilen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Institut für Produkt Engineering, Lehrstuhl für Konstruktion und Kunststoffmaschinen durchgeführt. Der Einsatz von Elastomer-Faserverbund-Hybridmaterial (ELFA) eröffnet neue Potentiale in Leichtbauanwendungen. So können Fahrwerks- und Antriebsstrangelemente über eine Dehnungsentkopplung der hochbelasteten Faserverbundbereiche durch Elastomer-Zwischenbereiche hinsichtlich der Spannungsführung optimiert werden. Das Langzeitverhalten der Hybridbauteile für spezifische Anwendungsfälle zu prognostizieren, gestaltet sich jedoch aufgrund der Vielzahl an Einflussfaktoren als äußerst herausfordernd. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll ein anwendungsspezifisches Lebensdauersimulationssystem für ELFA-Bauteile entwickelt werden. Über Materialprüfungen werden die Werkstoffeigenschaften der Elastomere und der Faserverbundkunststoffe sowie das Grenzschichtverhalten des Verbundes auf Prüfkörperebene charakterisiert. Die Adaption des schädigungsgradabhängigen Materialverhaltens von Elastomeren und Faserverbundkunststoffen auf die konkreten Bauteile erfolgt über eine Kopplung von FE-Simulationen und Modellen zur nichtlinearen Schadensakkumulation. Die Validierung erfolgt über Prüfstandversuche an dem Anwendungsbeispiel einer Fahrwerks-Torsionsfeder. Über eine simulationsgestützte Lebensdauerprognose kann die Erprobungsphase im Entwicklungsprozess verkürzt und die Bauteilgeometrie in der frühen Phase beanspruchungsgerecht optimiert werden (Design for X). Einen weiteren Schwerpunkt des Projektes bildet die funktionale Bewertung der ausgewählten Materialkombination in anwendungsnahen Prototypenuntersuchungen an dem Anwendungsfall von flexiblen Antriebswellen. Das Ziel ist eine sensorgestützte Auswertung des ELFA spezifischen Steifigkeits- und Schwingungsdämpfungsverhaltens in einem umlaufenden Antriebsstrangprüfstand. Über eine schädigungsbedingte Degradation von Bauteilkennwerten kann zudem auf den Schädigungsfortschritt im Bauteil geschlossen werden.
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Faser-Kunststoff-Verbund ? Elastomer ? Materialprüfung ? Langzeitverhalten ? Werkstoffkunde ? Forschungsprojekt ? Abbau ? Bauelement ? Anpassung ? Frühphase ? Validierung ?
Region: Nordrhein-Westfalen
Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2021-09-01 - 2024-02-29
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