MMT-2008-MATERA DEFCOM -The effect of defects in structural composites

01.12.2008 - 30.11.2011
Forschungsförderungsprojekt
Leichtbau kann mit Endlosfasern verstärkten Kunststoffen (CFRP) sehr effizient erzielt werden, wenn die Fertigungsqualität den Design-Anforderungen entspricht. Wegen der äußerst ge-ringen Möglichkeit Verformungsenergien auf größere Volumina von CFRP zu verteilen, führen Materialdefekte leichter zum Versagen als bei duktilen Metallen. Die Fertigung mehrlagiger Ver-bundwerkstoffbauteile führt zu einer gewissen Fehlerhäufigkeit, die sich aus den Vormate-rialien und der Fertigung ergeben. In diesem Projekt werden Materialinhomogenitäten in Kohlenstofffaser verstärkten Langprodukten untersucht, die mittels Pultrusion hergestellt werden. Die für die Qualität beeinflussenden Materialfehler sind: Lufteinschlüsse, Abweich-ungen im Verlauf der Faserbündel, Inhomogenität in der Ausdehnung der Epoxy-Zwischen-schichten, und Verunreingungseinschlüsse. Diese werden in ihrer dreidimensionalen Aus-dehnung und Anordnung mittels Röntgen-Computer-Tomografie (XCT), Thermografie und Ultraschall sowohl in industriellen Produkten als auch in labormäßig hergestellten Prüfproben zerstörungsfrei charakterisiert. Die Proben werden mechanisch geprüft und ihr Verhalten mittels mikromechanischer FE-Methoden simuliert. Die Modellrechnung wird experimentell unterstützt durch die Ermittlung der adequaten Eingabedaten und dem Vergleich der Ergeb-nisse. Daraus wird die Abhängigkeit der Eigenschaften von Art und Größe der Defekte abgeleitet und hinsichtlich der wesentlichen Einflussgrößen bewertet. Die Effekte der Defekte auf die Anforderungen der Luftfahrt klassifiziert und die Prioritäten der Fehlervermeidung erarbeitet, sowie die industriellen zerstörungsfreien Prüfmethoden mittels XCT kalibriert.

Personen

Projektleiter_in

Institut

Förderungmittel

  • FFG - Österr. Forschungsförderungs- gesellschaft mbH (National) Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG)

Forschungsschwerpunkte

  • Composite Materials: 20%
  • Special and Engineering Materials: 15%
  • Structure-Property Relationsship: 15%
  • Materials Characterization: 30%
  • Modeling and Simulation: 20%

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Faserverstärkte PolymereFiber reinforced Polymer
QuälitätskriterienQuality criteria
VerformungssimulationSimulation of deformation
DefektbewertungDefect evaluation

Externe Partner_innen

  • FH OÖ Forschungs & Entwicklungs Gmb
  • Secar Technologie GmbH

Publikationen