TU Dresden: Forschungsbericht 2005 - im ...

DFG-SCHWERPUNKTPROGRAMME 2.5.
stellt und über eine Restdrapierung angepasst. Der Einfluss von, zur Realisierung dieser
Gestricke notwendigen, Strukturinhomogenitäten auf die Verbundsteifigkeit wird
durch eine Sensitivitätsanalyse aufgezeigt. Für die Ausnutzung des Einsatzpotentials
dieser Verbunde sollen Degradationsprozesse auf der Mesoskale simuliert und daraus
das nichtlineare makroskopische Materialverhalten berechnet werden.
� Biaxialgestrickpreformen komplexer Geometrien: Auslegung, Herstellung
und Prüfung eines biaxial verstärkten Schüttgutbechers (Leibniz-Institut für
Polymerforschung Dresden e. V. (IPF), Prof. Dr. rer. nat. M. Stamm; Institut für
Fördertechnik, Baumaschinen und Logistik (IFBL), Prof. Dr.-Ing. habil. H.-G.
Marquardt)
Im Mittelpunkt dieses Forschungsprojektes steht die optimale Gestaltung und
Auslegung eines hoch beanspruchten Schüttgutbechers aus einem Becherwerk als
repräsentatives Modellobjekt für ein Bauteil mit geringer Masse bei hoher Festigkeit
und Steifigkeit sowie ausreichender Schadenstoleranz. Der Schüttgutbecher ist
in hybrider Werkstoffstruktur Epoxidharz/Glasfaser aufgebaut, wobei durch die
Verwendung von Biaxialgestricken eine kraftflussgerechte Faseranordnung realisiert
wird. Insbesondere die Kontaktstellen des Composite-Bauteils zu anderen
Maschinenelementen sollen festigkeits- und dauerfestigkeitsoptimal ausgeführt
werden, gegebenenfalls mit Hilfe von TFP-Preforms (tailored fibre placement). Nach
Berechnungen und Untersuchungen zu Werkzeugkonstruktion und Konsolidierung
sind Bechersegmente und Modellbecher mittels Harzinjektionstechnik unter Nutzung
der Ergebnisse und in enger Kooperation mit dem Teilprojekt „Entwicklung festigkeitsoptimierter
Biaxialgestrickpreformen komplexer Geometrien“ zu fertigen.
Projektgegenstand sind weiterhin die Analyse der Deformation bei verschiedenartiger
Belastung sowie Festigkeits- und Dauerfestigkeitsuntersuchungen am
Schüttgutbecher.
Interdisziplinäre Verflechtung mit den Projektpartnern:
Im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1123 bestehen sowohl auf Dresdner Ebene als auch
deutschlandweit übergreifend enge Verflechtungen. Diese reichen ausgehend von gemeinsam
untersuchten textilen Verstärkungsstrukturen (Zentrale Werkstoffbeispiele), etwa den
Mehrlagengestricken des ITB über die statische und hochdynamische Werkstoffcharakterisierung
und die werkstoffmechanische Beschreibung textilverstärkter Verbundwerkstoffe
bis hin zu betriebsnahen Untersuchungen von textilverstärkten Demonstratorbauteilen, wie
etwa eines Schüttgutbechers oder einer Schalenstruktur mit Stringern.
Ergebnisse:
Die Ergebnisse des Schwerpunktprogramms 1123 sollen einer breiten Öffentlichkeit
zugänglich gemacht werden. Hierzu dienen gemeinsame Veröffentlichungen aller Projektpartner.
Besondere Aufmerksamkeit verlangt in der Zukunft die Herausgabe eines unikalen
Leitfadens „Textile Verbundbauweisen und Fertigungstechnologien für Leichtbaustrukturen
des Maschinen- und Fahrzeugbaus“. Auf diese Weise sollen wesentliche Ergebnisse für die
ingenieurmäßige Auslegung und Fertigung neuer textilverstärkter Leichtbaustrukturen für
die Praxis aufbereitet werden.
201