Modellierung und Analyse der Schädigungsverhaltens hybrider Leichtbaulaminate

Modellierung und Analyse der Schädigungsverhaltens hybrider Leichtbaulaminate

Motivation:

Typische Leichtbaumaterialien, wie faserverstärkte Kunststoffe oder Faser-Metall-Laminate, werden aufgrund ihrer hervorragenden dichtespezifischen Eigenschaften in unterschiedlichen Branchen, wie der Automobilität, der Luftfahrt, aber auch im Bereich der erneuerbaren Energien eingesetzt. Aufgrund ihrer hohen Steifigkeit sind diese allerdings anfällig für unerwünschte Vibrationen im alltäglichen Betrieb. Um diese zu minimieren, können zusätzliche Dämpfungslagen in solche Laminate eingebracht werden, die im Allgemeinen aus Elastomermaterial (Gummi) bestehen. Mit dem Prinzip des constrained layer damping lässt sich somit das Schwingungsverhalten hybrider Leichtbaustrukturen anwendungsspezifisch optimieren.

Gänzlich unbekannt ist bisher allerdings, inwiefern sich die Eigenschaften solcher gedämpfter Strukturen infolge von kleinen (barely visible) Schädigungen verändern. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Analyse der Schadenstoleranz gegenüber typischer Schäden wie plastischer Verformung oder Delamination. Dies geschieht mittels geeigneter Schädigungsmodelle, welche mittels gegenüber experimentellen Daten validiert werden.

 

Inhalte:

  • Sichtung und Auswertung von Versuchsdaten
  • Implementierung geeigneter Schädigungsmodelle in der FEM-Software Abaqus zur Beschreibung der im Material auftretenden Schädigungen
  • Parameterstudien zum Einfluss unterschiedlicher Schädigungen auf das strukturdynamische Verhalten hybrider Leichtbaulaminate

 

Fachrichtung:  Maschinenbau, Materialwissenschaften, WiWi

 

Art der Arbeit:  Simulation 

Voraussetzungen:

  • Motivation und Interesse im Bereich Verbundwerkstoffe, Simulation und Strukturdynamik
  • Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
  • Vorkenntnisse in der Programmiersprache Python sind von Vorteil aber nicht unbedingt erforderlich

 

Beginn:   ab sofort 

Kontakt:   M.Sc. Alexander Jackstadt  (alexander.jackstadt∂kit.edu)

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Hybrider CFK / Elastomer / Metall – Werkstoffverbund
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Impactversuch an einem Hybriden CFK / Elastomer / Metall – Werkstoffverbund
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Dämpfungswerte unterschiedlich stark geschädigter Strukturen