Leichtbau mit Faser-Verbund-Kunststoffen

BildFAST-LB

Vorlesung mit Praxisteil

Diese gemeinsame Lehrveranstaltung von FAST-LB und IAM-WK bringt den Studierenden Theorie und Praxis in Bezug auf Leichtbau mit Faserverbundkunststoffen näher. Die Studierenden werden in kleinen Gruppen (max. 4 P.) mit einer Ingenieuraufgabe im Leichtbaukontext konfrontiert, wie z.B. die Auslegung eines möglichst tragfähigen Biegebalkens mit Bauraum- und Gewichtsbeschränkung, welche dann im Wettbewerb mit den anderen Gruppen selbstständig bearbeitet werden soll.

Zur Lösung des Problems werden verschiedene Materialen (Fasern, Harze, Schäume, etc.) und deren Materialdatenblätter zur Verfügung gestellt, welche beliebig kombiniert werden können. Mechanische Kennwerte der Faserhalbzeuge sollen durch betreute Versuche an Couponproben selbst ermittelt werden. Nach einer einführenden Grundlagenvermittlung der Mechanik von Faser-Verbund-Kunststoffen und entsprechender Simulationstechniken sollen die Studierenden mithilfe dieser Methoden ihre theoretisch erarbeiteten Konzepte simulativ verifizieren und auslegen. Anschließend werden die Lösungen in den Werkstätten des IAM-WK umgesetzt, die Faserverbundbauteile gefertigt und an den Prüfständen getestet.

Die Studierenden erlangen fundiertes Wissen im Bereich der Faser-Verbund-Kunststoffe (Materialen, Fertigung, Fertigungseffekte, Restriktionen, etc.), der Struktursimulation (Modellaufbau, Vereinfachungen, Annahmen, Materialmodelle, etc.) sowie der Materialcharakterisierung und -prüfung. Aufbauend auf den einführenden Grundlagenveranstaltungen wird das Wissen größtenteils selbstständig, anhand von realen und praxisnahen Problemstellungen erarbeitet.

Inhalte:
  • Grundlagen Leichtbaustrategien
  • Grundlagen Faser-Verbund-Kunststoffe
  • Grundlagen FEM-Simulation mit nicht-isotropen Multimaterialsystemen
  • Selbstständige Erarbeitung geeigneter Bauteilkonzepte in 4er Teams

  • Eigenständiger Aufbau von Simulationsmodellen zur Verifizierung und Auslegung eigener Bauteilkonzepte

  • Berechnung anisotroper Steifigkeitskennwerte aus Charakterisierungsversuchen

  • Fertigung von Faser-Verbund-Kunststoffen
  • Mechanische Prüfung
 
Dozenten:

Prof. Dr.-Ing. Luise Kärger (FAST-LB), Dr.-Ing. Wilfried Liebig (IAM-WK)

Sprache:

Deutsch

Zeitraum:

Wintersemester

Erfolgskontrolle:

Mündliche Prüfung

 

Teilnehmerzahl Beschränkt
Aufwand:

Der Arbeitsaufwand für die Veranstaltung beträgt pro Semester 120 h und besteht aus Präsenz in den Veranstaltungen (21 h), Vor- und Nachbearbeitungszeit zuhause (51 h) und Prüfungsvorbereitungszeit (48 h). Daraus resultieren 2 SWS und 4 LP. 

 

Empfehlungen als Vorwissen:
  • Werkstoffe für den Leichtbau
  • Strukturberechnung von Faserverbundlaminaten
  • Faserverstärkte Kunststoffe - Polymere, Fasern, Halbzeuge, Verarbeitung

 

Anmeldung über Ilias unter https://ilias.studium.kit.edu/goto.php?target=crs_2191406&client_id=produktiv und mit untenstehendem Formular bis Dienstag, den 24.10.2023.

Ohne dieses Formular erfolgt keine Bestätigung Ihrer Anmeldung.

Anmeldeformular zum Workshop LFVK

Der Gültigkeitszeitraum für dieses Formular ist abgelaufen. (04.09.2023 01:00:00 - 24.10.2023 23:59:00)